材料化学：共有結合性有機構造体の再構築

共有結合性有機構造体（COF）は、その結晶性によって他の有機ポリマーと区別されるが、骨格形成反応の可逆性が不十分であるため、強固な高結晶性COFを得ることはまだ困難である。化学反応の可逆性を高めることによって結晶性を向上させられるが、通常、こうして形成されたCOFは物理化学的な安定性が低く、応用範囲が制限される。今回我々は、予想外の骨格再構築に基づいて強固な高結晶性イミンCOFを合成する、一般的かつスケーラブルなプロトコルを報告する。この方法では、最初にモノマーがランダムに配列する標準的な手法とは対照的に、除去可能な可逆的共有結合性テザーを用いてモノマーを事前組織化した後に、閉じ込めた状態で重合させる。この再構築法では、真空を用いない単純な合成手順によって、結晶性と多孔性が大幅に向上した再構築COFが生成される。再構築COFにおける結晶性の増大によって、電荷キャリア輸送が改善され、最高で27.98 mmol h⁻¹ g⁻¹という犠牲的光触媒水素生成速度が得られた。このナノ閉じ込めを利用した再構築戦略は、有機材料における原子論的構造制御によるプログラミング機能の実現への一歩である。

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