通过动态共价键连接分子前体来建立的共价有机骨架（COF）是一种具有二维或三维结构的多孔晶体材料。使用自下而上或自上而下的策略可以获得单层或几层的二维COF作为材料，从而扩大了基于石墨烯的2D材料系列。基于COF的2D材料的主要优点是可以对它们进行化学设计，从而合成具有尺寸和孔特征的材料。近日，马德里自治大学FélixZamora等人基于两种常规的纳米材料结构方法，总结了COF纳米片形成领域的最新技术。通过回顾一些选定的样品用于说明其基本概念，然后总结了两种通用方法（自下而上和自上而下）的制备策略，以及概括了具有开创性和潜在材料应用价值的COF纳米层。最后，对这一新颖的领域一些观点。

文章要点：

1）决定COF结晶度的重要因素是用于连接构件的键的动态性质。此功能允许在合成过程中对结构进行自我修复和纠错。这个概念被称为“化学诱导的可逆性”。 除了它们的井井有条的结构外，COF还可根据初始结构单元的选择设计其大小和化学特征的孔。然后，将COF定义为基于可逆共价键组装有机分子前体而设计具有有序介孔的有机聚合物家族。

2）COF的合成与制备策略可分为自上而下与自下而上两种手段：

（1）自上而下包括：液相剥落（施加外部能量，以使散装的分层材料分解成单层或几层，以达到较大的横向尺寸和较小的厚度。为了保持它们的结构完整性，它们的远程周期性不应受到太大影响。）；微机械剥落（MME）（使用MME的晶体分层可以通过所谓的透明胶带法从单晶或使用研钵或球磨机对多/单晶体进行机械研磨来实现。两种方法都是从范德华2D晶体或分层材料开始生产高度结晶和原子薄层的有效方法。然而，就所获得的纳米层的厚度控制和产率而言，MME都具有局限性。）。

（2）自下而上的方法是用于制备有序的分子纳米结构的最常规策略，因为它可以控制域大小和缺陷。它由结构单元的有效扩散，重组和组装组成，可通过不同的化学反应（例如硼酸脱水，酯化，硼酸酯或席夫碱形成）形成2D共价网络。该策略可以应用于表面或空气/水或液体/液体界面。

自下而上策略包括：（1）表面合成 （能够使用固体表面的模板效果有助于精确控制具有可调结构图案的单层CON的形成）；（2）界面合成 （与表面合成 相比，界面合成具有易于控制厚度的优点。从这个意义上说，根据所涉及的阶段，可以采用不同的方法。在这种情况下，薄膜可以自由放置地生长而没有任何支撑，并且可以转移到任何所需的多孔或致密的基材上）。

3）总结了COF的属性和应用。COF的化学多功能性使其能够针对包括传感，污染物的选择性捕集，能量存储，分离和催化在内的诸多应用进行专门设计。由于其生物相容性，COF也已用于生物医学应用，例如抗肿瘤治疗。COF的某些潜在应用仍受到其合成方法的阻碍。因此，在分子电子学中的应用可能需要使用适合大规模制备的生产方法（例如化学气相沉积）来制备单层COF。

Rodríguez-San-Miguel, D., et al, Covalent organic framework nanosheets: preparation, properties and applications, Chem. Soc. Rev., 2020

DOI: 10.1039/C9CS00890J

http://dx.doi.org/10.1039/C9CS00890J