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近期，國際權威期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）發表武漢大學化學與分子科學學院汪成教授團隊的最新研究成果，報道了一種通過二維片層穿插構筑三維共價有機框架的新型策略。論文題為《一種由二維片層穿插形成的熒光三維共價有機框架》（“A Fluorescent Three-Dimensional Covalent Organic Framework Formed by the Entanglement of Two-Dimensional Sheets”，J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, DOI: 10.1021/jacs.3c06159）。汪成團隊博士研究生程遠朋和北京大學博士研究生辛俊潔為論文共同第一作者，汪成教授、桂波副研究員與北京大學孫俊良教授為共同通訊作者。

共價有機框架（COF）是一類由分子前體通過共價鍵組裝而成的新興晶態有機多孔材料，在催化、存儲和分離等領域具有廣泛應用。其中，三維COF具有比表面積大、孔道貫穿、開放位點豐富等結構特點，在諸多領域極具潛力。但受限于共價成鍵組裝的難度，三維COF的結構多樣化發展非常緩慢，極大限制了其應用研究。根據框架化學原理，通過二維片層穿插也可構筑三維COF，進而豐富三維COF的結構。然而，目前相關報道非常稀缺，亟需發展二維片層穿插合成三維COF的新型設計策略。

一種可行的解決方案是在平面分子的垂直方向引入大體積位阻基團，利用位阻基團之間的排斥抑制層間堆積，進而通過二維片層穿插構筑三維COF。為證明該策略的可行性，他們將具有大位阻的蒽單元引入分子前體，設計并合成了兩個在垂直方向具有蒽單元的平面分子，并進一步構筑了具有良好結晶性的三維COF（3D-An-COF）。結構解析顯示，3D-An-COF由二維片層通過近乎垂直的角度穿插而成，是一種全新的三維COF。此外，蒽單元的引入賦予該COF良好的熒光性能，可用于水相中抗生素的高效檢測。此研究提供了一種三維COF的新型構筑策略，有助于豐富三維COF的結構多樣性，推動功能化三維COF的發展和應用。

該工作得到國家自然科學基金、中央高?；究蒲袠I務費資助及學校科研公共服務條件平臺的支持。

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.3c06159

汪成課題組鏈接：http://chengwang.whu.edu.cn/