武汉大学邓鹤翔团队实现二维共价有机框架的莫尔超堆叠

（通讯员化苑）近日，《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.）在线发表了武汉大学化学与分子科学学院邓鹤翔教授团队在二维共价有机框架（2D COF）研究方面的最新成果。该研究通过单晶剥离结合扭转堆叠，首次实现了亚胺键2DCOF莫尔超晶格的构筑。

该论文题为“超堆叠构建二维共价有机框架单晶的莫尔图案”《Moiré Patterns of Two-Dimensional Covalent Organic Framework Single Crystals Created by Superstacking》。第一作者为化学与分子科学学院的2021级硕士生易乐智，通讯作者为邓鹤翔教授。

莫尔超晶格通常由无机二维晶体（如石墨烯、过渡金属硫族化合物等）通过扭转堆叠构筑，已展现出诸多新的物理、化学特性，在电子器件的制备方面有巨大潜力。然而，由分子构筑的有机二维晶体制备极具挑战，往往晶畴小，且难以从基底上剥离。在本项工作中，研究团队成功获得了尺寸可达50 μm的2D COF单晶（COF-400），实现了分辨率达0.75Å的单晶X射线衍射结构解析。通过化学机械剥离制备了大面积的高质量2D COF单晶薄膜，实现了0.95 Å的亚埃级分辨率的透射电镜表征，并观察到具有不同扭转角度（6.4-69.7°）的莫尔超晶格。

本研究中大尺寸2DCOF单晶的制备是实现莫尔超晶格构筑的关键，不仅提供了大面积的高质量单晶薄膜，而且还获得了原子精度的结构信息，为基于共价键的有机光电器件的制备提供了全新手段。

（A）COF-400莫尔纹来源示意图；（B）COF-400单晶光镜图像，剥离后的2D COF单晶STEM图像及所构筑的莫尔纹超晶格TEM图像。

该论文的合作者包括武汉大学博士研究生高艺君、闫春兴、罗舒茗、王天羽，以及重庆大学刘玲梅教授和博士研究生刘颖。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金的资助。武汉大学科研公共服务平台、武汉大学化学与分子科学学院大型仪器共享平台和上海同步辐射光源（SSRF）为此工作的开展提供了有力的支持。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c11049

（编辑：肖珊）