张章静团队JACS：氢键有机框架（HOFs）作为可调平台用于构筑功能材料学术资讯

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近期，福建师范大学化学与材料学院张章静教授团在顶级化学材料期刊Journal of the American Chemical Society（IF= 14.612）上发表题为“Hydrogen-Bonded Organic Frameworks as A Tunable Platform for Functional Materials”的综述论文，系统评述了氢键有机框架材料（HOFs）的研究进展。福建师范大学化学与材料学院博士后王彬为文章第一作者。

图1. HOF材料在各个领域中的应用
在过去的几十年中，人们对多孔晶态材料进行了广泛的研究。其中，金属-有机框架（MOFs）和共价有机框架（COFs）由于具有永久的孔隙率、大的表面积以及高度的可设计性等优势在气体分离与存储、水的纯化、非均相催化、电极材料、化学传感、药物传输等领域具有潜在的应用前景。这两类材料分别由不同的分子构筑单元通过配位键或共价键组装而成。氢键有机框架（HOFs）是一类新型的多孔晶态材料，由有机或金属有机构筑单元通过分子间氢键作用组装而成。早在20世纪90年代初期，研究人员便提出了使用分子间氢键构筑多孔材料这一概念。2010年前后，HOFs永久性孔结构的发现是该类材料发展的一个里程碑，极大地激发了人们开发用于各种应用的新型HOFs的兴趣。与共价键和配位键相比，氢键本质上具有作用力弱、柔性以及方向性较差等特点。在不同的溶剂以及合成条件下，HOFs往往具有不同的结构，极大的增加了其结构的多样性。在去除客体分子之后，大多数HOFs的骨架容易坍塌。因此，长期以来，构筑具有永久多孔性的HOF材料一直是该领域重要的挑战。使用可以形成多重氢键作用的合成子、引入其他弱相互作用以及引入结构互穿是常见的构筑多孔HOFs的策略。此外，氢键的柔性以及高度可逆性使得HOFs具有一些固有的优势，如合成条件温和、溶液可加工性、易于再生和修复等。这些独特的性能使得HOFs成为构筑多功能材料的潜在可调节平台。作者结合自身的研究工作，总结了构筑多孔HOF材料的合成子，梳理了HOF材料发展进程中的代表性工作，并最后展望了HOF材料未来发展存在的挑战和机遇。期待各领域科学家通力合作，设计合成更多结构性能独特的新材料，开发更多激动人心的新应用，共同推进HOF材料领域的发展。

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