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四川大学蒋波:共价有机网络向多维上层结构的动态劈裂改造

论论资讯 | 2024-06-06 2167热度

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Dynamic Cleavage-Remodeling of Covalent Organic Networks into Multidimensional Superstructures

Jiang Bo; Zhang Jie; Yu Kaifu; Jia Zhimin; Long Honghan; He Ningning; Zhang Yingdan; Zou Yingdi; Han Ziqian; Li Yang; Ma Lijian

Published:2024-06-04
DOI:10.1002/adma.202404446

研究背景

在材料科学领域,具有复杂层次空间配置的超结构材料因其广泛的应用前景而备受关注。然而,传统的制备方法往往步骤繁琐且条件苛刻,限制了这些材料的广泛应用。因此,开发一种简便高效的合成策略,以实现多维复杂超结构的制备,成为当前研究的热点问题。

研究内容

本研究在《Advanced materials》期刊上发表的论文“Dynamic Cleavage-Remodeling of Covalent Organic Networks into Multidimensional Superstructures”中,首次提出了一种基于可溶性共价有机网络(SCONs)的热响应动态合成策略。该策略能够从0维空心超粒子到2维薄膜调节形态,实现多维复杂超结构的制备。研究通过机制分析揭示了SCONs的“裂解-重构”特性,这种特性基于[2.2]paracyclophane的独特双层结构,并通过温度控制实现了从可逆溶解性到超结构重组和构建的过程。 在具体实验中,通过液滴喷射技术在油水乳液两相界面生成,高效制备了0维空心超粒子及其他类似碗状复杂超结构。此外,通过调节外源溶剂的挥发性和溶解性,利用气液界面制备了无缺陷的2维薄膜。扩展实验进一步证实了所提出的动态“裂解-重构”策略的普遍性和可扩展性。

研究意义

本研究的创新之处在于开发了一种简便、高效的合成策略,不仅为超结构的构建提供了新的途径,也为体现超结构优势及其广泛应用提供了科学依据。通过研究客体碘的富集机制,揭示了超结构产品相比单一层次材料在动力学质量传输性能上的优越性。这一发现不仅推动了材料科学的发展,也为相关领域的技术进步做出了贡献。 总之,这项研究不仅为超结构材料的合成提供了新的思路,也为材料科学领域的进一步发展奠定了基础。

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