一般而言，聚合倾向于生成无定形或结晶性差的材料。通过在溶剂中聚合高效地生成高质量的单晶仍然是化学中未解决的问题，特别是对于具有高度复杂结构的共价有机框架(COFs)。为了获得μm尺寸的单晶，生长时间通常要>15天，与实际应用的要求相去甚远。近日，复旦大学Dacheng Wei等研究发现超临界 CO2 (sc-CO2)可将单晶聚合加速10000000倍，并在2~5分钟内生成尺寸高达0.2 mm的二维 (2D) COFs单晶。
本文要点：
1）作者在sc-CO2 (80 °C, 8 MPa)和0.25% (vol.)正丁醇(n-BuOH)中制备了三种具有不同结构和连接键的二维COFs (sc-COFs)，包括亚胺连接的COFs（COFTP-Py、COFTB-BA）和硼酸酯连接的COF（COF5）。
2）这种方法制备COFs单晶不仅生长速度超快，而且晶体尺寸可达0.2 mm (sc-COFTP-Py)，比之前报道的最大的2D COF单晶大2个数量级，并且质量和光电导性能均有提高。
该工作克服了单晶聚合效率低的传统概念，报道的方法具有高效率、工业兼容性、环境友好性和对不同晶体结构和连接键的通用性，在未来的应用中具有广阔的前景。
Lan Peng, et al. Ultra-fast single-crystal polymerization of large-sized covalent organic frameworks. Nat. Commun., 2021
DOI: 10.1038/s41467-021-24842-x
