多孔框架材料以其结构高度可调、孔道精准可控、功能基元可设计等显著优势，为构建新型发光异质结构提供了得天独厚的材料平台，在光电子器件、信息加密与集成光子学等领域展现出广阔的应用前景。依托晶态多孔骨架的有序性，研究者可以在原子尺度上精准调控异质界面与发光位点，从而实现传统非晶或多晶材料难以企及的光子功能集成。然而，如何在晶态框架材料中实现维度可控的异质组装，并兼顾结构可调性与本征刺激响应性，充分发挥多孔材料的结构优势，一直是该领域面临的核心挑战。近期，我校化学与材料学院吕远超教授在配位框架异质结构的精准组装与功能化方面取得多项重要突破，相关成果分别发表于Angewandte Chemie International Edition、Advanced Materials等国际顶级期刊。
工作一：B←N配位框架自适应组装策略实现维度可控的刺激响应发光异质结构
如何在晶态框架材料中实现异质结构的维度精准调控，同时保留其本征的刺激响应发光特性，是构筑新型响应型光功能材料的关键难题。传统发光异质结构往往受限于固定的几何构型和维度，难以在维度可调与响应功能保留之间取得平衡。针对这一挑战，我院吕远超教授等人在框架材料异质组装及其光子应用研究基础上，首次提出B←N配位框架中的自适应组装策略，利用硼氧六元环（boroxine）单元的构象柔性，使外延配体在种子晶体表面发生构象同化，触发不同框架之间的自适应异质组装。研究表明，种子配体与外延配体侧链的结构相似性决定了异质界面处的空间匹配程度，通过系统调控配体侧链类型，可实现界面晶格匹配度与组装取向的精准调节，从而选择性构筑一维（H-1D）和二维（H-2D）B←N框架异质结构。所得到的异质结构继承了配体的分子内电荷转移（ICT）特性，表现出空间分辨的溶剂响应发射行为，并被成功应用于具有多级认证能力的光子条形码标签。该研究为构建兼具维度可调与响应功能的光学异质结构提供了通用设计原则。研究成果发表于国际化学顶级期刊Angewandte Chemie International Edition，共同第一作者为我校硕士生董卓妍、伍衡和彭倩妮，通讯作者是吕远超教授和张章静教授。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.1750323
工作二：相同辅助配体桥接策略构筑异核MOF异质结构，实现多功能集成光子器件
团队进一步提出相同辅助配体桥接新策略，首次成功构筑了异核金属有机框架（MOF）异质结构，该策略以结构完全不同的发色团配体（BODIPY衍生物与二苯乙烯衍生物）作为异核功能单元，以四(4-羧基苯基)乙烯（TCPE）为相同辅助配体、Zn(II)为相同金属节点，通过液相分步外延组装方法，实现了不同发色团框架之间的无缝异质集成，相同的辅助配体和金属节点为异核配体提供了相似的拓扑取向与配位桥接方式，有效缓解了晶格失配、抑制了界面位错缺陷，使两种晶型差异显著的框架（FJU-588与FJU-589）仍能实现稳定的异质外延生长，界面晶格失配度低至1.99%，得益于不同区域发色团结构的差异，异核MOF异质结构的各功能区块拥有截然不同的能级结构与光子响应行为。在此基础上，团队在单一异质结构晶体上同时集成了窄带光源、光学调制与光波导三种光子功能，并进一步演示了基于窄带信号处理的动态逻辑门运算原型，为多功能集成光子器件与MOF基集成光子电路的发展开辟了新路径、提供了全新范式。该项成果发表于材料学顶级期刊Advanced Materials，共同第一作者为我校硕士生彭倩妮和董卓妍，我校吕远超教授、陈邦林教授和张章静教授为论文通讯作者。
原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.73932
（化学与材料学院）