二维共价有机骨架是一种独特的有机晶体，具有弱层间相互作用和规则的一维纳米通道。因此，可以合成具有可逆堆积相和孔径的二维共价有机骨架，这在未来的纳米电子学、纳米反应器、智能响应、气体分离和存储中具有巨大的应用潜力。然而，迄今为止，这样的目标仍然具有挑战性，因为滑动的 AA 堆积是热力学上最稳定的相。

在这里，中国科学院化学研究所Yunlong Guo，Jichen Dong报道了具有可逆层间堆叠序列的形状记忆二维共价有机框架的实现，其中AA相和倾斜相分别是由热冰的形成和二维共价有机框架内限制纳米通道内的强吸附有机分子（如四氢呋喃）引起的。值得一提的是，除去外来吸附分子后，这两个相仍然保持。这种转变与呼吸效应 COF 不同。

文章要点

1）实验结果和分子动力学（MD）模拟均表明，THF分子与AA堆积2D COF之间的vdW相互作用弱于THF分子与倾斜堆积2D COF之间的vdW相互作用，导致2D COF从AA堆积相转变为倾斜相。相反，水的吸附会将倾斜堆积转变回AA堆积。

2）随着水分子浓度的增加，在一维纳米限制通道中逐渐形成有序的冰晶。这种室温热冰的形成促进了通道直径的增加，直接驱动了从倾斜堆积到AA堆积的转变。

基于2D TAPT-TFPA COF的形状记忆效应，研究人员进一步揭示了其动态可调磁导率和智能响应。

参考文献

Shao, M., Chen, J., Gao, W. et al. Reversible shape memory two-dimensional covalent organic frameworks. Nat Commun 16, 9025 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-64077-8

https://doi.org/10.1038/s41467-025-64077-8