构筑具有复杂组成和分布的聚合物中空纳米颗粒在显著提高性能的同时可赋予材料新功能,但其高效、精准的合成极具挑战。
近日,王文俊教授、刘平伟研究员团队提出了一种“单体不对称交换”(Asymmetrical Monomer Exchange, AME)的合成方法,制得了含单一或多种组分与分布且壁厚可控的中空共价有机框架(Covalent Organic Framework,COF)纳米颗粒,并实现了其对功能组分如酶或金属催化剂等的可控包裹,所合成的COF颗粒也可冷压得到具有良好压缩弹性、高压缩模量、高强度和良好抗脆性(antifragility)的块材。
研究人员通过外加交换单体,以非化学计量比例替换已有的无定形COF颗粒中的单体单元,实现了类“Kirkendall”效应,精确定制了具有单一或多组分与分布且壁厚精确可控的中空COF。同时,开发了一种利用物理互锁将COF纳米颗粒构筑成纯COF块材的方法。还将中空COF功能化合成技术用于制备酶/COF纳米复合物和COF负载的PNP-Cr。这些方法为在不同尺度上精确定制功能化COF材料提供了新途径,为COF材料、类似纳米多孔材料以及聚合物材料的进一步开发和应用提供了新的思路。
相关研究成果发表在Cell Press旗下材料学期刊Matter上。
原文指引:
https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.12.001