张振杰课题组：成功构建自支撑、高机械性能的高分子-共价有机框架 -

标题: 张振杰课题组：成功构建自支撑、高机械性能的高分子-共价有机框架 [打印本页]

作者: qishi 时间: 2019-7-8 08:32
标题: 张振杰课题组：成功构建自支撑、高机械性能的高分子-共价有机框架
共价有机框架材料(COFs)是一种有规则结构的、化学稳定的、高孔隙率和孔径可调控的晶态材料，在催化、气体存储与分离、药物传输、超级电容器、功能器件以及膜分离等领域具有潜在的应用价值。目前报道的COFs主要以微晶状态存在，难于形成大晶体或连续的膜，这限制了COF材料的进一步应用。目前为止，只有界面聚合、真空抽滤、基底生长以及研磨铺膜的方法被应用在COF膜的制备上，但是所合成的COF膜通常具有较差的机械性能。因此需要开发新的合成策略来制备具有高结晶度、高机械加工性能以及高孔隙率的COF膜，这对于推动COFs材料的进一步应用具有重要意义。

近期，南开大学化学学院张振杰研究员与药学院陈瑶研究员、南佛罗里达大学马胜前教授合作，首次利用线性高分子作为COFs的构筑单体，通过室温界面聚合成功合成了一种新型的高分子-共价有机框架(polyCOFs)膜。该膜材料兼具COFs和高分子的优点，例如同时具有较高的结晶度和化学稳定性。重要的是，得益于线性高分子的柔性和可加工性的优点，polyCOFs可以自发的形成无缺陷的、自支撑的、高机械性能的连续膜。polyCOF膜展示了有趣的、可逆的蒸汽刺激机械响应行为。利用polyCOF膜制备的人工肌肉材料，在蒸气的刺激下可以做复杂的仿生运动比如：举重和仰卧起坐等。这一研究成功地把一维无定型高分子和二维高结晶性COFs材料结合起来，为COFs材料发展提供了一种新的方向。

该工作最近发表在ACS Cent. Sci. 2019, DOI: 10.1021/acscentsci.9b00212.文章第一作者为南开大学化学学院的博士生王志方。通讯作者是南开大学化学学院的张振杰研究员、药学院的陈瑶研究员和南佛罗里达大学的马胜前教授。感谢自然科学基金青年项目和天津市自然科学重点基金的资助。该工作被美国化学学院选为ACS Weekly PressPac和ACS Headline Science重点推介。

张振杰，男，南开大学化学学院研究员。2002-2009年期间在南开大学获得材料化学学士学位和无机化学硕士学位（导师：长江学者程鹏教授）。2010-2014年期间，在美国南佛罗里达大学化学系获得化学博士学位（导师：Michael J. Zaworotko教授），主要研究卟啉负载的金属-有机框架材料的新合成方法和后修饰研究。2014-2016年期间，在加州大学圣地亚哥分校化学与生物化学系Seth M. Cohen教授研究组从事博士后工作研究，主要研究方向是高分子-金属有机框架杂化材料。2016年7月受聘于南开大学化学学院任特聘研究员。张振杰研究员在相关领域发表论文40余篇，其中以第一作者发表论文16篇，其中包括J. Am. Chem. Soc.（4 篇）、Angew. Chem. Int. Ed.（2篇）、Chem. Sci.（1 篇）、Chem. Soc. Rev.（1 篇）等。获得了2013年国家优秀自费留学生奖学金和2014年ACS Young Investigator Award（美国化学学会青年科学家奖）。

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