国家纳米中心等构筑出具有异环境孔道结构的COF材料

　　【化工仪器网 项目成果】共价有机框架(COF)是一类通过有机前体之间的反应形成二维或三维结构的材料，从而形成强共价键，从而提供多孔、稳定和结晶材料。随着研究人员优化合成控制和前体选择，COF成为有机材料总体领域的一个领域。这些对配位化学的改进使无孔和无定形有机材料(例如有机聚合物)能够进入具有刚性结构的多孔结晶材料的构造，从而在各种溶剂和条件下提供出色的材料稳定性。通过网状化学的发展，实现了精确的合成控制，并产生了有序、具有高度优先的结构取向和性能的纳米多孔结构，可以协同增强和放大。
 

　　近日，中国科学院国家纳米科学中心韩宝航课题组与查瑞涛课题组，联合天津大学雷圣宾课题组，通过设计含有不对称侧链的双亲性单体，构筑了具有异环境孔道结构的COF材料(checkered-COF)。独特的异环境孔结构使这一材料在亲水-疏水抗生素联合使用促进伤口愈合方面展现出优异的效果。
 

　　本研究设计并合成了对位分别为亲水性链和疏水性链的不对称的醛基单体，将其与卟啉分子反应构筑了一种亚胺连接的COF(DEG-HEP-COF)。同时，该研究构建了只含亲水性链或疏水性链的COFs作为对照样品。此外，为了探讨孔隙分布均匀性对材料性能的影响，该工作采用多组分策略制备了另一种COF对照样品。该材料具有随机分布的亲-疏水性多孔通道。对DEG-HEP-COF及对照材料的结构性质进行详细研究，粉末X射线衍射实验、氮气吸-脱附测试、理论模拟计算等数据结果表明，DEG-HEP-COF具有异环境孔道结构，其孔道的排列方式类似国际象棋棋盘(chess board)，因而可使用checkered更为准确地描述这种异孔道环境。科研人员尝试将亲水性和疏水性抗生素同时负载于DEG-HEP-COF中，以用于改善伤口愈合效果方面的研究。与单一抗生素递送相比，这种双抗生素递送策略可以扩大抗菌范围，延缓或减少耐药性的产生。本研究提出的非对称单体制备含异环境孔道结构的COF的策略，扩展了该类材料孔环境的多样性，展现了孔环境对堆积模式和结晶度的显著影响，并为进一步拓展COF的功能提供了新思路。研究表明，COFs可以作为载体上传和递送用于治疗应用的药物。如果设计的COF含有独特的异环境孔，可以预测它是一种理想的药物共传递载体。
 

　　相关研究成果Synthesis of a covalent organic framework with hetero-environmental pores and its medicine co-delivery application于近日在线发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。
 

参考来源： 国家纳米科学中心