曾泽兵教授课题组在自由基动态共价化学构筑自适应 多孔框架材料的领域取得重要进展

近日，湖南大学曾泽兵教授课题组以立体柔性的四芳基乙烯为骨架砌块，利用二氰芳甲基类自由基为分子聚集体提供动态偶联，构建一类光电磁信息响应的自适应三维多孔框架材料，为设计构筑基于自由基动态共价化学的固态有机材料提供重要参考与借鉴，相关研究成果发表在德国应用化学上（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, DOI: 10.1002/anie.202301719）。

自由基动态共价化学构筑的自适应多孔框架材料.

自适应材料在热、力、光和电场等外部刺激下发生响应变化，在智能传感、显示、信息技术等方面具有广阔的应用前景。然而，在实际应用中，固体状态的自适应响应过程常常转化效率受阻、可逆性受限且功能性响应不足。

二氰芳甲基类自由基因自由基聚合-解离平衡的动态共价化学行为，在分子聚集体中具有高动态活性，极少发生副反应，同时在断键解离产生自由基功能基团，获得可激活、可程序性设计的光电磁性能转换。而四芳基乙烯的螺旋桨砌块，则有助于聚集体带来可调控的孔道结构，为分子有效运动和功能转化提供空间保障。作者发现原位产生的双自由基分子（如图所示）在浓缩聚集过程中，以分子间的自由基动态偶联方式形成唯一的环状三聚体，并有序组装成复杂的有机多孔框架。所构建的多孔框架受外界环境的影响，比如甲苯和二氯甲烷中生长的晶体材料，呈现出差异化的孔隙、偶联键长、扭曲夹角等结构参数，表明其框架结构具备较好的结构可调性和适应性。这类三聚体环状的框架材料拥有多层次的三维多孔贯穿通道，其内在结构和自适应行为具有以下特性：1）双自由基-三聚体的动态平衡中，自适应的碗状双自由基单体快速形成潜手性的三角形，展示出凸凹面堆叠的鱼磷状堆积模式，由此产生有意义的三维网络通道；2）因分子砌块集自由基动态平衡和四芳基乙烯的灵活柔性于一体，多孔框架材料对外界机械力、热刺激均表现出较好的自适应性，且伴随着光学吸收演变、开/关的辐射荧光和磁双稳态等信息输出。

文章第一作者是湖南大学博士研究生王欣浩；通讯作者为湖南大学曾泽兵教授。