Covalent Organic Frameworks
W ostatnich dziesięcioleciach sztuczne struktury porowate wzbudzały coraz większy entuzjazm badaczy zainspirowanych fascynującymi porami molekularnymi w przyrodzie i ich unikalnymi funkcjami biologicznymi.
Mimo znacznych osiągnięć w dziedzinie materiałów porowatych, budowa topologicznie zaprojektowanych porów nadal stanowi wyzwanie. Niedawne pojawienie się kowalencyjnych struktur organicznych (COF), które są zbudowane w oparciu o chemię organiczną i polimerową, umożliwiło zaprojektowanie sztucznych porów o kontrolowanym rozmiarze, topologii i właściwościach interfejsu.
COF to krystaliczne materiały porowate zbudowane z precyzyjnej siatki organicznych bloków budulcowych za pomocą dynamicznych wiązań kowalencyjnych. W odróżnieniu od oddziaływań niekowalencyjnych, które mają tendencję do tworzenia izostruktur, wiązania kowalencyjne umożliwiają dokładne projektowanie porów ze względu na ich z góry określone ścieżki reakcji. Ponadto, odpowiednia polikondensacja organicznych jednostek budulcowych umożliwia tworzenie rozszerzonych dwuwymiarowych (2D) i trójwymiarowych (3D) architektur polimerowych z okresowo uporządkowanymi szkieletami i dobrze zdefiniowanymi porami.
Dzięki dużej powierzchni, dostosowanym strukturom i przestrajalnej chemii, COF są uważane za potencjalnie doskonałych kandydatów do różnych zastosowań, w tym katalizy, magazynowania i konwersji energii, transportu masy i biotechnologii. Niniejsza książka analizuje historyczne osiągnięcia COF, zapewniając jasne i kompleksowe wskazówki dla badaczy dotyczące ich projektowania strukturalnego, protokołów syntetycznych i eksploracji funkcjonalnej.