曾澤兵教授課題組在自由基動态共價化學構築自适應 多孔框架材料的領域取得重要進展

近日，2003网站太阳集团曾澤兵教授課題組以立體柔性的四芳基乙烯為骨架砌塊，利用二氰芳甲基類自由基為分子聚集體提供動态偶聯，構建一類光電磁信息響應的自适應三維多孔框架材料，為設計構築基于自由基動态共價化學的固态有機材料提供重要參考與借鑒，相關研究成果發表在德國應用化學上（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, DOI: 10.1002/anie.202301719）。

自由基動态共價化學構築的自适應多孔框架材料.

自适應材料在熱、力、光和電場等外部刺激下發生響應變化，在智能傳感、顯示、信息技術等方面具有廣闊的應用前景。然而，在實際應用中，固體狀态的自适應響應過程常常轉化效率受阻、可逆性受限且功能性響應不足。

二氰芳甲基類自由基因自由基聚合-解離平衡的動态共價化學行為，在分子聚集體中具有高動态活性，極少發生副反應，同時在斷鍵解離産生自由基功能基團，獲得可激活、可程序性設計的光電磁性能轉換。而四芳基乙烯的螺旋槳砌塊，則有助于聚集體帶來可調控的孔道結構，為分子有效運動和功能轉化提供空間保障。作者發現原位産生的雙自由基分子（如圖所示）在濃縮聚集過程中，以分子間的自由基動态偶聯方式形成唯一的環狀三聚體，并有序組裝成複雜的有機多孔框架。所構建的多孔框架受外界環境的影響，比如甲苯和二氯甲烷中生長的晶體材料，呈現出差異化的孔隙、偶聯鍵長、扭曲夾角等結構參數，表明其框架結構具備較好的結構可調性和适應性。這類三聚體環狀的框架材料擁有多層次的三維多孔貫穿通道，其内在結構和自适應行為具有以下特性：1）雙自由基-三聚體的動态平衡中，自适應的碗狀雙自由基單體快速形成潛手性的三角形，展示出凸凹面堆疊的魚磷狀堆積模式，由此産生有意義的三維網絡通道；2）因分子砌塊集自由基動态平衡和四芳基乙烯的靈活柔性于一體，多孔框架材料對外界機械力、熱刺激均表現出較好的自适應性，且伴随着光學吸收演變、開/關的輻射熒光和磁雙穩态等信息輸出。

文章第一作者是2003网站太阳集团博士研究生王欣浩；通訊作者為2003网站太阳集团曾澤兵教授。