二维共价有机框架(2D COFs)的原子级结构解析是实现其功能化的核心。本报告介绍了我们在2DCOFs精确结构表征及功能创制方面的系列进展。首先,通过单晶X射线衍射(SCXRD)技术,我们揭示了Py-1P在溶剂交换过程中的原子级结构演变,明确了堆积模式转变与孔径动态调整的机理。在此基础上,我们设计并合成了具有前所未有的ABCD堆积模式的COF-400。利用机械剥离实现其结构超堆叠(Superstacking),我们在2DCOF中构筑了莫尔条纹(Moire patterns),通过高分辨透射电镜(TEM)捕捉到了随扭转角(6.4至69.7°)变化的莫尔超晶格,为二维材料的层间物理性能调控提供了新维度。最后,我们将结构见解与人工智能相结合,提出了一种“实验-学习”互动进化策略。通过引入前线轨道理论和电子结构描述符,该策略在仅评估11种材料后即成功发现了光致发光量子效率(PLQY)高达41.3%的荧光COFs。这一研究轨迹展示了从基础结构理解到复杂超结构创制,再到AI驱动智能发现的全链条研究范式。 |