分子识别技术具有设计高灵敏和选择性挥发性有机化合物的传感器的前景。目前人们发现有机大环结构和分子笼能够通过自适应特点口袋结构识别有机分子，但是通常这种用于气体监测的多孔有机固体材料需要在适应性和强度之间平衡。

有鉴于此，上海科技大学章跃标（Yue-Biao Zhang）、马延航（Yanhang Ma）、赵英博（Yingbo Zhao）等报道通过环境灵敏的荧光基团构建一种动态三维COF，这种动态COF能够在吸附各种不同的气体蒸汽情况发生协同和适应性的结构变化。这种COF材料能够快速可靠的检测多种不同挥发性有机气体，甚至能够在湿度气氛条件检测非极性烃类分子。

本文要点

（1）

构筑了含有环境敏感的蒽荧光结构的COF，命名为dynaCOF-303。当暴露于不同的有机气体情况时，COF能够产生不同的结构变化，同时荧光波长和荧光强度发生相应的改变。而且荧光光谱与有机蒸汽分子的种类、浓度、分压有关，因此能够对有机蒸汽分子实现定量检测。通过3D电子衍射、同步辐射XRD、气体等温吸附、原位荧光光谱、离线XRD、分子模拟等表征技术和理论计算，研究分子的荧光相应性质。停靠在COF孔内的客体分子能够限制蒽的振动，因此增强荧光强度；通过主体-客体分子之间的电子共轭性质变化能够调控荧光波长。

（2）

dynaCOF-330呈现快速响应（1 s）、高灵敏度（对丁烷的响应灵敏度达到1 %）、高稳定性（>500圈）、能够在高湿度（53 % RH）条件工作，因此具有有机挥发气体检测的实际应用前景。

（3）

这种动态COF材料通过适应性的客体分子包含能够增强放大主客体相互作用，实现通过有机挥发性分子之间的极性/尺寸/形貌区别识别各种挥发性有机分子。同时COF的共价键连接结构保证材料的强度和稳定性。本文研究结果为发展有机挥发性有机分子检测的多重荧光传感材料提供机会和帮助。

参考文献

Lei Wei, Tu Sun, Zhaolin Shi, Zezhao Xu, Wen Wen, Shan Jiang, Yingbo Zhao, Yanhang Ma & Yue-Biao Zhang, Guest-adaptive molecular sensing in a dynamic 3D covalent organic framework, Nature Commun 2022

DOI: 10.1038/s41467-022-35674-8

https://www.nature.com/articles/s41467-022-35674-8