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  共價有機框架材料(COFs)是一種有規(guī)則結(jié)構(gòu)的、化學(xué)穩(wěn)定的、高孔隙率和孔徑可調(diào)控的晶態(tài)材料，在催化、氣體存儲與分離、藥物傳輸、超級電容器、功能器件以及膜分離等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。目前報道的COFs主要以微晶狀態(tài)存在，難于形成大晶體或連續(xù)的膜，這限制了COF材料的進(jìn)一步應(yīng)用。目前為止，只有界面聚合、真空抽濾、基底生長以及研磨鋪膜的方法被應(yīng)用在COF膜的制備上，但是所合成的COF膜通常具有較差的機械性能。因此需要開發(fā)新的合成策略來制備具有高結(jié)晶度、高機械加工性能以及高孔隙率的COF膜，這對于推動COFs材料的進(jìn)一步應(yīng)用具有重要意義。

  近期，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院張振杰研究員與藥學(xué)院陳瑤研究員、南佛羅里達(dá)大學(xué)馬勝前教授合作，首次利用線性高分子作為COFs的構(gòu)筑單體，通過室溫界面聚合成功合成了一種新型的高分子-共價有機框架(polyCOFs)膜。該膜材料兼具COFs和高分子的優(yōu)點，例如同時具有較高的結(jié)晶度和化學(xué)穩(wěn)定性。重要的是，得益于線性高分子的柔性和可加工性的優(yōu)點，polyCOFs可以自發(fā)的形成無缺陷的、自支撐的、高機械性能的連續(xù)膜。polyCOF膜展示了有趣的、可逆的蒸汽刺激機械響應(yīng)行為。利用polyCOF膜制備的人工肌肉材料，在蒸氣的刺激下可以做復(fù)雜的仿生運動比如：舉重和仰臥起坐等。這一研究成功地把一維無定型高分子和二維高結(jié)晶性COFs材料結(jié)合起來，為COFs材料發(fā)展提供了一種新的方向。

  該工作最近發(fā)表在ACS Cent. Sci. 2019, DOI: 10.1021/acscentsci.9b00212.文章第一作者為南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院的博士生王志方。通訊作者是南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院的張振杰研究員、藥學(xué)院的陳瑤研究員和南佛羅里達(dá)大學(xué)的馬勝前教授。感謝自然科學(xué)基金青年項目和天津市自然科學(xué)重點基金的資助。該工作被美國化學(xué)學(xué)院選為ACS Weekly PressPac和ACS Headline Science重點推介。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.9b00212