近日，香港城市大学张其春栽培和团队，以 B-N 键为基础，诓骗不同的功能化配体，告捷构建了两种团聚物单晶。

图 | 张其春（起首：张其春）

不同功能化官能团的引入，使得两种团聚物的逝世性质发达出较着各异。而它们的晶体结构剖析，则为这些各异作念出了明晰、直不雅的解释。

张其春示意本次责任讲解：B-N 团聚物的功能化，具有一定实在乎可行性。其笃信通过进一步调控基元结构，还不错赋予团聚物愈增加元化、愈加特异化的性能。

另外，对于团聚物链的空间淡雅性，团聚物的半导体、导体和超导体有着极度高的要求。而团聚物单晶，则极度有但愿已矣团聚物超导、甚而已矣高温超导。

商议中，他们将四硫富瓦烯看成功能化基团引入之后，得到了团聚物晶体。在进行碘掺杂之后，对应器件不仅发达出优异的低压责任秉性，还发达出较着的光敏性能。

这让本次团聚物晶体，能在低功耗东说念主工视觉器件上具备一定的应用后劲。

此外，由于四硫富瓦烯存在易被氧化的特质，因此本次团聚物晶体可能会对一些氧化性气体作出反应，进而有望用于气体传感。

与此同期，在对团聚物进行功能化的同期，该团队还得到了团聚物的准确结构信息。

B-N 团聚物的功能商议难在哪里？

据先容，凭借轻质料、高强度、柔性高档优点，此前有机团聚物已被渊博用于汽车、医疗、保健等范畴。

多功能有机团聚物，具有较高的工业应用潜能。而想要对其性能进行调控，就要深入了解团聚物的结构。

而了解有机团聚物里面分子的堆积款式和互相作用，对于调控团聚物的逝世性质具有进攻指示意旨。

关联词，对于大部分有机团聚物来说，由于受到链缠结、分子量散布不均等影响，它们经常以非晶态、或晶态粉末的体式出现，因此很难径直对其里面分子结构进行商议。

尽管通过衔尾衍射分析、模拟筹划等工夫，不错波折得到梦想的分子模子。可是，分子模子经常与实质结构存在相差。

于是，东说念主们转而商议有机团聚物单晶。原因在于：针对单晶结构剖析，梗概提供最直不雅、最准确的结构信息。

举例，商议团聚物分子之间的互相作用和枚举结构，能匡助咱们相识结晶能源学和团聚物材料性能之间的联系。

商议发现，可逆共价键梗概促进劣势的自我修正，鼓舞团聚物单晶的孕育。看成一种广为东说念主知的动态键，首页-诚泰依壁纸有限公司B-N 键具有较强的共价性质。

尽管东说念主们照旧蛊惑了一些基于 B-N 键的团聚物材料， 梧州市光华纺织制品有限责任公司可是此前的商议侧要点， 阳江市鹰健贸易有限公司更聚合针对它们的结构进行分析。对于 B-N 团聚物的功能化商议， 中国船舶工业贸易公司此前一直鲜有报说念。

“不要局限于已有武艺”

据先容， 首页-凯俊州壁纸有限公司多年来课题组一直从事有机框架材料（COF，Covalent Organic Frameworks）方面的商议。

他们珍惜到现时报说念的绝大多量 COF 单晶，王人是基于可逆共价键的，举例基于硼氧键或亚胺键。

对于已矣长程、有序的孕育来说，可逆键的酿成和结构自缔造起着要道作用，通过此不错让无定形会聚中构回荡到规整的 COF 结构，甚而很有可能生成团聚物单晶。

而对于相识团聚物“材料-性能”之间的联系，团聚物单晶梗概提供长远指示。以制备 COF 单晶经常用的可逆键为例，不错设计其它可逆键也能用来研发团聚物单晶。

基于这一假定，B-N 键走进了该团队的视野。B-N 键一样具有动态可逆的共价性质，此前已被用于制备 B-N 团聚物晶体，目测具有一定的可行性。

因此，课题组决定使用 B-N 键来商议团聚物晶体。经过一番文件调研之后他们发现，现时针对 B-N 团聚物的商议侧要点，更多聚焦于针对结构的商议，对于材料功能化的商议极度之少。

于是，专用灯具他们决定引入一些功能性基团，望望能否已矣团聚物的功能化。期间，他们将着眼点放在四硫富瓦烯和卟啉这两种富电子官能团上。

原因在于：它们两个王人具有给电子秉性，况兼具有不同的氧化电位，因此梗概酿成很好的对比。

基于此，课题组遴荐四（4-吡啶基）四硫富瓦烯和四（4-吡啶基）卟啉这两种配体。

起初，他们参考了已有文件中的成例制备武艺。在以卟啉看成功能化中心的体系中，晶体的制备愈加容易，筛选条款的经过也较为成功。

而在使用四（4-吡啶基）四硫富瓦烯制备晶体时，尽管尝试了已被报说念过的通盘武艺，可是得到的居品王人是粉末，导致他们一度合计基于这个体系无法获取告捷。

张其春说：“咱们一度怀疑是履行决策本人出了问题，也在考虑是否需要从头策动履行想路。终末咱们决定不要局限于已有武艺，径直大限制地筛选试剂和制备武艺。”

于是，他们先是取舍二氧六环看成溶剂，但在尝试蒸发、扩散、重结晶等武艺之后，他们发当今一定温度之下进行蒸发更容易酿成晶体。况兼惟有使用二氧六环看成溶剂，才调得到晶体。

“在一步步优化之下，咱们终于找到了符合的结晶条款。尽管这个商议标的很难，履行条款也极度尖刻，可是只须找对条款，但愿老是有的。”张其春说。

最终，他们终于得到了两种团聚物晶体，并对其开展性能测试。由于此前报说念过的四硫富瓦烯基 COF，梗概进行碘吸附并能发达出一定的光敏性。

因此，课题组也要点包涵了两种团聚物晶体的光电性能。他们发现进行碘蒸汽贬责之后，两个团聚物晶体王人发达出不同的光电性质。

高出是在四（4-吡啶基）四硫富瓦烯的体系中，经过碘贬责之后的材料，展现出优异的低功耗性能、以及显耀的光敏秉性。

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这证据他们不仅已矣了团聚物单晶的功能化，也引发着他们进一时势商议多功能化团聚物。

日前，关联论文以《通过配位 B─N 键构建共价有机团聚物：合成、单晶结构和物感性质》（Constructing Covalent Organic Polymers through Dative B─N Bonds: Synthesis， Single Crystal Structures， and Physical Properties）为题发在 Advanced Functional Materials[1]。

Xin Wang 是第一作家，张其春担任通信作家。

图 | 关联论文（起首：Advanced Functional Materials）

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现时，课题组只是商议了两种给电子基团的引入对于团聚物性质的影响。

下一步，他们权术将一些吸电子官能团引入团聚物之中，从而和本次责任酿成对比，查看团聚物的逝世性能具体会发生哪些变化。

除了商议一维链状结构以外，该团队也在商议不同配体的组合，是否不错蜕变基元之间的贯串样式，但愿借此不错得到二维或三维的框架结构。

参考贵寓：

1.Wang， X.， Zhang， L.， Wang， X.， Cheng， T.， Xue， M.， Dong， Q.， ... & Zhang， Q. (2024). Constructing Covalent Organic Polymers through Dative B─N Bonds: Synthesis， Single Crystal Structures， and Physical Properties. Advanced Functional Materials， 2401362.

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