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Functional Covalent Organic Frameworks: Design Principles to Potential Applications
Accounts of Materials Research ( IF 14.0 ) Pub Date : 2024-08-27 , DOI: 10.1021/accountsmr.4c00195 Yusran Yusran 1 , Bo Miao 1 , Shilun Qiu 1 , Qianrong Fang 1
Accounts of Materials Research ( IF 14.0 ) Pub Date : 2024-08-27 , DOI: 10.1021/accountsmr.4c00195 Yusran Yusran 1 , Bo Miao 1 , Shilun Qiu 1 , Qianrong Fang 1
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Covalent organic frameworks (COFs) represent an emerging class of crystalline porous polymers synthesized by linking predesigned organic building units into targeted repetitive networks. The unique features of COFs stem from their modular synthesis, allowing for precise control over the chemical composition and functionalization on both the skeleton and the pore walls. Topologically, COFs are defined not by their chemical nature but by the symmetry and dimensions of the building units, resulting in 2D and 3D structures with distinct surface areas, pore architectures, and arrangements of functional moieties. The combination of predesigned organic units into geometries results in frameworks that can be precisely controlled and modified. This control is vital for applications requiring materials with specific pore sizes, surface areas, and functional group distributions. Particularly, COFs show great potential in the field of gas storage and separation, energy storage and conversion, catalysis, sensing, environmental remediation, and many more. Hence, an effective designed approach to incorporate various functional properties into the structures is pivotal to manipulate the functional properties and potential applications of COFs.
中文翻译：
功能共价有机框架：潜在应用的设计原则
共价有机框架 （COF） 代表了一类新兴的结晶多孔聚合物，通过将预先设计的有机建筑单元连接到有针对性的重复网络中而合成。COF 的独特功能源于其模块化合成，允许精确控制骨架和孔壁上的化学组成和功能化。从拓扑学上讲，COF 不是由其化学性质定义的，而是由建筑单元的对称性和尺寸定义的，从而产生具有不同表面积、孔隙结构和功能部分排列的 2D 和 3D 结构。将预先设计的有机单元组合成几何形状，从而产生可以精确控制和修改的框架。这种控制对于需要具有特定孔径、表面积和官能团分布的材料的应用至关重要。特别是，COF 在气体储存和分离、能源储存和转换、催化、传感、环境修复等领域显示出巨大的潜力。因此，将各种功能特性整合到结构中的有效设计方法对于控制 COF 的功能特性和潜在应用至关重要。
更新日期：2024-08-27
中文翻译：
功能共价有机框架：潜在应用的设计原则
共价有机框架 （COF） 代表了一类新兴的结晶多孔聚合物，通过将预先设计的有机建筑单元连接到有针对性的重复网络中而合成。COF 的独特功能源于其模块化合成，允许精确控制骨架和孔壁上的化学组成和功能化。从拓扑学上讲，COF 不是由其化学性质定义的，而是由建筑单元的对称性和尺寸定义的，从而产生具有不同表面积、孔隙结构和功能部分排列的 2D 和 3D 结构。将预先设计的有机单元组合成几何形状，从而产生可以精确控制和修改的框架。这种控制对于需要具有特定孔径、表面积和官能团分布的材料的应用至关重要。特别是，COF 在气体储存和分离、能源储存和转换、催化、传感、环境修复等领域显示出巨大的潜力。因此，将各种功能特性整合到结构中的有效设计方法对于控制 COF 的功能特性和潜在应用至关重要。
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