鄭治坤教授課題組在均孔晶态聚合物方面取得新進展

      聚合物多孔材料廣泛用于環境、能源，醫藥和化工等領域，但受材料自身結構和加工方法的限制，聚合物多孔材料的孔道和孔壁結構不可控、分布寬，導緻性能欠佳而限制應用。若突破孔道和孔壁結構均一化的瓶頸，可拓寬聚合物多孔材料的應用範圍，推動高附加值領域如高純物質生産，蛋白質和多肽分級，病毒絕對脫除，精細化工中間體精準分離，藥物控釋，和微流控等領域的跨越式進步及國民經濟的可持續、綠色發展，具有重要的戰略意義。

圖1. 結構導向劑（兩親性氨基酸衍生物）輔助聚合和結晶制備均孔聚合物單晶示意圖。

      近年來，鄭治坤教授課題組圍繞均孔晶态聚合物的可控制備、結構和性能調控及應用，開展了系統研究工作。從分子/原子尺度上的結構設計和常用單體（分子）出發，通過結構導向劑輔助界面聚合和結晶過程，建立了水面上宏量可控制備均孔晶态聚合物膜的普适性新方法（Nat. Chem., 2019, 11, 994-1000），實現了對其聚集态結構和微觀結構的精準調控，揭示了其聚合機理（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 6028 –6036），探索了其功能應用，揭示了其結構與性能調控機制（J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 3927；J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 7, 3233; CCS Chem. 2022, 4, 3751）。

      為了拓展合成方法的普适性，課題組将制備過程從水面擴展至水中，在結構導向劑如兩親性氨基酸衍生物的輔助下，建立了水中宏量可控制備均孔聚合物單晶的普适性策略，跟蹤了聚合和結晶過程，發現了新的聚合物結晶路徑，提出了晶體生長模型，提供了聚合物結晶調控新思路（圖1）。并通過将單晶分散到溶液如水中，實現了其加工如成膜。

     相關研究成果近期發表在Nat. Chem.上，題目為：“Growth of single-crystal imine-linked covalent organic frameworks using amphiphilic amino-acid derivatives in water”，太阳集团app首页在讀博士研究生周志鵬和北京大學張蕾博士（現為南方科技大學冷凍電鏡中心電鏡工程師）為論文的共同第一作者，太阳集团app首页劉衛教授、北京大學孫俊良教授和太阳集团app首页鄭治坤教授為通訊作者。

       上述研究得到了國家自然科學基金和廣東省自然科學基金等經費的支持。同時得到了太阳集团app首页儀器分析與測試中心和英國Diamond同步輻射光源的支持。

       全文鍊接：https://www.nature.com/articles/s41557-023-01181-6