顆粒在線訊：二維共價(jià)有機(jī)框架（2D COF）材料在催化、分離、傳感、儲(chǔ)能等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，尤其是具有共軛結(jié)構(gòu)的2D COF，載流子可以在其二維分子平面內(nèi)傳輸，展現(xiàn)出優(yōu)異的半導(dǎo)體性質(zhì)，有望應(yīng)用于光電器件領(lǐng)域。然而，該材料既不溶解，也不熔化，難以通過(guò)傳統(tǒng)的聚合物加工方法制備高質(zhì)量薄膜。發(fā)展原位合成技術(shù)，直接制備高質(zhì)量的2D COF薄膜，對(duì)于COF的基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用具有重要意義。

中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所有機(jī)固體院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉云圻團(tuán)隊(duì)圍繞2D COF材料的可控制備、結(jié)構(gòu)調(diào)控和光電性能開(kāi)展研究，并取得系列研究進(jìn)展。近日，該團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種室溫制備亞胺連接PyTTA-TPA 2D?COF材料的方法，并在此基礎(chǔ)上，利用固-液界面方法，直接在襯底表面實(shí)現(xiàn)了2D COF薄膜的原位生長(zhǎng)。該薄膜的厚度可以通過(guò)改變有機(jī)分子前驅(qū)體的濃度和反應(yīng)時(shí)間來(lái)調(diào)控。由于親/疏水襯底對(duì)前驅(qū)體分子表現(xiàn)出不同的吸附行為，控制生長(zhǎng)襯底的表面性質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)2D COF薄膜的圖案化合成。該方法不需要苛刻的反應(yīng)條件和特殊的設(shè)備，就可實(shí)現(xiàn)2D COF薄膜的大規(guī)模、低成本制備。改變前驅(qū)體的種類，也能夠制備PyTTA-BPDA、PyTTA-BPyDA、TFP-PDA和TAPB-DHBDA等2D COF材料，表明該方法具有普適性。當(dāng)采用PyTTA-TPA COF薄膜作為人工光電突觸器件的活性材料時(shí)，器件表現(xiàn)出優(yōu)異的光電性質(zhì)，成功模擬了短程可塑性和長(zhǎng)程可塑性等生物突觸功能。

該工作不僅提供了一種低成本、大面積制備2D COF薄膜和圖案的方法，而且探索了COF薄膜在光電突觸器件中的應(yīng)用潛力，促進(jìn)了2D COF在多功能光電器件領(lǐng)域中的研究。相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。

（a）PyTTA-TPA COF的合成示意圖；（b）PyTTA-TPA COF薄膜的光學(xué)照片；（c）PyTTA-TPA COF薄膜的TEM圖；（d）PyTTA-TPA COF薄膜的GIWAXS圖；（e）人工光電突觸器件結(jié)構(gòu)示意圖； （f）兩次連續(xù)光刺激下突觸器件的?PSC變化；（g, h）改變頻率和脈沖次數(shù)，可以誘導(dǎo)器件由STP 向LTP轉(zhuǎn)化；(i) 器件具有圖像記憶功能