新型二维聚合物让科学家距离实现可切换量子态更近了一步

德累斯顿工业大学 (TUD) 的 Florian Auras 博士领导的国际研究团队成功开发出一种新型材料，该材料属于共价有机骨架这一较年轻的研究领域。这种新型二维聚合物的特点是其性质可以有针对性地、可逆地控制。这使研究人员距离实现可切换量子态的目标又近了一步。

该结果最近发表在《自然化学》上。

多孔共价有机骨架 (COF) 是一类高度有序的多孔材料，由通过共价键连接形成网络的有机分子组成。它们能够以分子精度构建功能材料。与大约 25 年前发现并已达到市场成熟度的金属有机骨架 (MOF) 类似，COF 具有非常有前景的结构、光学和电子特性，可用于多种应用;例如，在气体和液体存储、催化、传感器技术和能源应用方面。

此前对 COF 的研究通常集中在构建具有静态材料特性的刚性框架上。现在，TUD 分子功能材料系的 Florian Auras 博士及其团队已经开发出一种动态二维 COF 的设计策略，这种 COF 可以以受控方式打开和关闭其孔隙，类似于海绵。

“这项研究的主要目的是为这些通常非常精确有序但又很坚硬的框架配备恰到好处的灵活性，以便它们的结构可以从紧凑变为多孔。通过向分子海绵中添加溶剂，我们现在可以暂时且可逆地改变局部几何形状以及颜色或荧光等光学特性，”Auras 博士说。

有针对性地来回切换材料的结构和光电特性的能力使得这些材料在未来的电子和信息技术应用中特别有趣。

“我们的研究成果为我们进一步研究刺激响应性聚合物奠定了基础，特别是以实现可切换量子态为目标。在研究 COF 时，我总是着迷于如何通过控制分子结构来精确地操纵它们的性质，”Auras 博士补充道。