JACS：大型单晶畴共价有机框架薄膜在水面上的定向生长策略

先知报道

2022-02-27

合理地合成具有大单晶畴的有机二维（2D）晶体薄膜一直是一个长期的挑战。有鉴于此，中山大学的郑治坤等研究人员，开发了大型单晶畴共价有机框架薄膜在水面上的定向生长策略。

本文要点

1）研究人员提出了一种在水面上用带电聚合物辅助生成共价有机框架（COFs）二维晶体的通用策略。

2）在水面上带电聚合物下面的预组织单体的形态及其扩散对有机2D晶体的形成至关重要。已获得平均单晶畴尺寸约为3.57±2.57μm²的2D COFs薄膜，其晶格结构、分子结构和晶界的识别分辨率降至3。

3）研究发现，链段摆动和晶格畸变是补偿相邻晶粒间取向偏差和促进晶界误差修正的关键因素，从而产生更大的单晶畴。

4）通过三个额外的2D COFs进一步证明了合成方法的通用性。定向的单晶畴和清晰的晶界使薄膜成为模型材料，以研究有机2D晶体的垂直电导率对畴尺寸和化学结构的依赖性，并说明了显著的晶界效应。

本文研究在分子水平的结构控制有机2D晶体的控制合成方面取得了突破，研究工作将激励人们进一步研究2D COFs的微观结构-固有特性相关性，并推动其在电子领域的应用。

参考文献：

Zhaowei Ou, et al. Oriented Growth of Thin Films of Covalent Organic Frameworks with Large Single-Crystalline Domains on the Water Surface. JACS, 2022.

DOI：10.1021/jacs.1c13195

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c13195