天津大学Adv. Mater.综述 | 共晶工程：协同策略制备功能材料

来源：X一MOL资讯

有机共晶是由两种或者多种组分以一定的化学计量比组成的结晶单相材料，组成成分之间通过非共价键作用（如氢键、卤键、π-π和电荷转移相互作用等）连接起来，具有操作简单、结构易于调整、成本低廉的优点，在分子光电领域引起了科学工作者们越来越多的关注，为在分子水平上揭示结构-性质的关系提供了平台。共晶工程提供了实现功能分子非共价合成的机会，其物理化学性质是由给受体之间的分子间作用和相对堆积结构决定的，通过各组分的协同作用可以增强或抑制共晶的行为。换句话说，一些制备的共晶可以兼具给体或者受体的个体性质，进而得到多功能材料；当共晶的堆积方式发生结构重排时，共晶的性质相比较单体来说也能表现出明显的差异，单体的性质在共晶中不能展现出来，反而出现一些新的现象和性质。因此，共晶工程既可以为多功能材料的制备提供策略，也为研究新型功能材料提供了机会。

共晶工程开始引起广大的关注是在1974年发现TTF-TCNQ共晶在很大的温度范围内具有高导电性，可以作为有机电极减少接触电阻，提高器件性能。可以肯定的是，有机共晶这个领域很有前途，但是仍存在不同组成化合物的结构不匹配、共晶化机理不明确以及共晶的性质不可控等问题，关于功能共晶的探索仍处于初期阶段。近几年，天津大学理学院胡文平研究团队在有机共晶领域展开了大量的研究和探索，在国际顶级期刊上发表了多篇文章(Adv. Mater., 2012, 24, 2603; J. Am. Chem. Soc., 2012, 135, 2, 558; Adv. Mater., 2014, 26, 4093; J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 11038; Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 6785; Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 1; Adv. Mater., 2016, 28, 5954; Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 10352; Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 1; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 3963; J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 20, 6186; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 11311等), 近期受邀为材料领域著名期刊《先进材料》(Advanced Materials）撰写题为”Cocrystal Engineering: A Collaborative Strategy toward Functional Materials”的进展报告。

该报告首先介绍了制备有机共晶的几个重要因素，包括用于分子识别和组装的分子间相互作用以及常见的共晶生长方法，旨在为高质量、高性能的有机功能晶体的制备提供指导。随后，分子堆积方式和电荷转移相互作用对有机共晶的功能至关重要；因此，充分讨论和总结了结构-性质关系、电荷转移作用-性质关系。最后，总结了有机共晶先进和新颖的功能，并对该领域进行了展望和挑战。