近日，实验室贲腾教授课题组与东京理科大学的Yuichi Negishi教授合作在国际顶级学术期刊Angew. Chem. Int. Ed.上在线发表研究论文“Record Ultralarge-Pores, Low Density Three-Dimensional Covalent Organic Framework for Controlled Drug Delivery”。该刊物是当前国际化学领域最具影响力的刊物之一。

共价有机框架（Covalent organic frameworks，COFs）材料是一类新兴的结晶多孔材料，由轻质的有机分子基元通过共价键连接而形成二维（2D）或三维（3D）的周期性网络结构，具有低骨架密度、高孔隙率、开放的孔道结构等优点。与2D COFs相比，3D COFs通常具有更高比表面积并由于其相互连通的三维孔道，在气体储存、吸附分离、多相催化、药物缓释等领域中具有更广泛的应用前景。然而，目前已报道的3D COFs材料普遍存在结构穿插的现象，显著降低了3D COFs的比表面积和孔尺寸。因此，开发具有大孔径、高比表面积的非穿插3D COFs既是研究热点也是难点。

针对上述难点问题，贲腾教授课题组制备了一种在已知3D COFs中，具有最大的孔尺寸（47 Å）、最低的晶体密度（0.106 g cm^-3）和较高的比表面积（1632 m² g^-1）的微介孔3D COF。得益于三维有序骨架和相互连通的孔隙结构，课题组进一步与东京理科大学Yuichi Negishi研究小组深度合作开发该微介孔3D COF的应用，发现该材料具有优异的药物缓释载体特性，能够适用于不同尺寸药物的封装和可控释放。该研究不仅为设计指导大孔道3D COFs提供了新的思路，同时也拓展了COFs在医疗领域的应用。此外，成功合成非穿插3D COF体现了晶体工程学与合成化学结合的交叉之美。