4月6日，《自然》杂志在线发表华东理工大学朱为宏教授、田禾院士和英国利物浦大学Andrew Cooper教授的研究成果，该成果基于动态化学，在构筑共价有机框架材料研究方面取得突破性进展。
共价有机框架是新兴的晶态多孔材料，由轻质的有机分子基元，通过全共价键连接而形成二维或三维的网络结构，具有优异结构可裁剪性和功能可调性，及低骨架密度、高孔隙率、开放的孔道结构等优点，在气体储存、吸附分离、光电转化、多相催化等功能应用中前景广阔。针对共价有机框架（COFs）材料研究领域长期以来“结晶性”和“稳定性”难以兼得的问题，研究团队提出基于动态化学“重构共价有机框架（RC-COF）”的全新概念，通过可逆共价键预组装和合成后框架重构，为不可逆共价键制备了高结晶、高稳定的COF材料，获得了优于所有已知COF材料的二氧化碳吸附能力，以及可与同领域最高水平材料相媲美的光催化产氢性能。
据研究人员介绍，该项工作的创新理念受到了中国优秀传统文化中“化茧成蝶”概念的启发——通过弱的可逆共价键预组装成晶态的亚稳定共价框架，再通过动态化学、纳米限域反应形成更稳定的全新框架，类似于蝴蝶从幼虫结茧最后蜕变成蝴蝶的过程。
“该研究提出的尿素基团作为一次性的、可逆、可移除的‘共价绳索’，开辟了构筑兼具高结晶性和高稳定性COF材料的动态化学新范式。”朱为宏说。
该论文是华东理工大学首次以第一通讯单位在《自然》杂志上发表的研究性论文，张维伟博士为论文第一作者，朱为宏教授和Andrew Cooper教授为论文通讯作者。研究工作得到了田禾院士的大力支持，测试表征方面的工作得到了上海科技大学章跃标教授和英国利物浦大学材料创新工场（Materials Innovation Factory）的协助。该研究工作还得到了国家自然科学基金基础科学中心项目、材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、上海市科技重大专项、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心等项目资助。（任朝霞）