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【学术聚焦】2026年第32期:教育部重点实验室王栋教授团队提出晶态有机框架多层级手性构筑新方法

信息来源:纺织纤维及制品教育部重点实验室、技术研究院 发布日期:2026-06-29

近日,纺织纤维及制品教育部重点实验室王栋教授团队在国际著名期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)发表题为“Pre-Crosslinked Network-Mediated Dual Exchange Enables Boosting Chiroptical Activity and Decoupled Two-Level Chirality in Covalent Organic Frameworks”的研究论文,并被期刊遴选为Hot Paper。论文由纺织纤维及制品教育部重点实验室青年教师查新林博士和硕士研究生左梦娟担任共同第一作者,王栋教授、李沐芳教授和罗梦颖博士担任共同通讯作者,武汉纺织大学为唯一通讯单位。

手性共价有机框架(CCOFs)因兼具规则孔道、长程有序结构和优异的手性光学性能,在圆偏振光学、手性识别和不对称催化等领域具有重要应用前景。然而,传统CCOFs受限于快速结晶过程,普遍存在手性传递效率低、光学活性弱等问题;与此同时,如何在同一晶态框架中实现不同层级手性的独立构筑与协同调控,一直是该领域的重要研究挑战。

针对这一难题,王栋教授团队创新提出了预交联网络介导的双交换动力学调控策略。该策略首先构筑预交联无定形网络,将单体预先固定于受限空间,随后通过胺交换与醛交换协同进行的动态重构过程,有效延缓COFs晶体生长速率,显著延长手性诱导窗口,实现了手性信息的高效传递与放大。所得β-酮烯胺型CCOFs表现出优异的手性光学性能,其圆二色性信号较传统方法提升数个数量级,吸收不对称因子最高达到0.071。此外,仅通过调控醋酸浓度即可实现材料手性信号的连续调节甚至镜像翻转,为手性光学性能的精准调控提供了新的思路。

更为重要的是,该研究在同一刚性晶态COF中实现了分子尺度手性与介观尺度手性的协同构筑与独立调控。研究表明,两种不同层级的手性既可相互协同增强整体手性光学响应,也可相互竞争导致光学活性减弱,揭示了多层级手性之间的协同与竞争机制,为理解晶态框架材料中不同尺度手性的相互作用以及建立多层级手性与光学性能之间的构效关系提供了新的研究思路。

作者简介:查新林,博士,硕士生导师,2025年6月加入武汉纺织大学。主要从事手性功能材料的设计与构筑研究。以第一作者或通讯作者身份在Nature CommunicationsScience AdvancesAngewandte Chemie International Edition4篇)、Advanced Functional MaterialsNano ResearchScience China Materials等国际期刊发表论文10余篇,授权发明专利7项。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.8909722