东南大学刘宏、郝青/中科院化学所王栋团队在《JACS》发表最新研究
东南大学刘宏、郝青/中科院化学所王栋团队在《JACS》发表最新研...
东南大学生物科学与医学工程学院刘宏、郝青团队联合中科院化学所王栋团队近日在《JACS》发表反蛋白石光子晶体研究论文。研究提出无溶剂模板辅助熔融压印策略（STAMP），可快速制备多达16种反蛋白石共价有机框架（Covalent Organic Frameworks，COFs）光子晶体，并展示双通道信息编码与智能吸附指示应用。
近日，东南大学生物科学与医学工程学院、数字医学工程全国重点实验室刘宏、郝青团队联合中科院化学所王栋团队，在国际学术期刊《Journal of the American Chemical Society》发表题为“General Synthesis of Inverse Opal Covalent Organic Framework Photonic Crystals”的研究论文（DOI：10.1021/jacs.6c15829）。受自然界昆虫结构色形成过程的启发，研究团队设计了一种全新的无溶剂模板辅助熔融压印策略（STAMP），能够快速制备多达16种反蛋白石结构的共价有机框架（Covalent Organic Frameworks，COFs）光子晶体。
光子晶体能够通过周期性结构调控光的传播与反射，在光学传感和信息防伪等领域具有应用潜力。其中，反蛋白石结构不仅具有有序排列的三维周期性大孔，还具有相互连通的孔道网络，有利于分子传输和功能组分的引入。将光子晶体结构与COFs结合，有望兼具有序光学结构与可设计的分子功能。然而，COFs材料难溶、难熔，传统方法难以实现其在模板复杂间隙中的充分填充与有序结晶。针对这一难题，研究团队提出了STAMP工艺，利用热与压力驱动半固态前驱体填充二氧化硅蛋白石模板，并在限域环境中完成COFs结晶，最终获得具有有序大孔结构的反蛋白石COFs光子晶体。该方法具有良好的普适性，且能够实现大尺寸样品的制备。基于这一材料平台，研究团队进一步展示了其在光学信息防伪与智能吸附指示方面的应用。例如，材料能够在可见光和紫外光下呈现不同的光学信息，实现双通道信息编码；在金捕获过程中，材料的光学外观也会发生显著变化，为吸附过程的可视化指示提供了新思路。该研究为高结晶性反蛋白石COFs光子晶体的普适制备提供了新策略，也拓展了COFs材料在结构光学与功能集成领域的应用空间。
东南大学生物科学与医学工程学院博士生周凡为第一作者，刘宏研究员、郝青研究员及中科院化学所王栋研究员为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、中国科协青年人才托举工程等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c15829
（图文：周凡 初审：郝青 复审：谢卓颖 终审：刘宏）
来源：生物科学与医学工程学院·科研成果 · bme.seu.edu.cn