本报讯（通讯员/刘健阳）郑治坤教授课题组一直致力于通过共价有序结构成孔和缺陷结构调控实现晶态聚合物均孔膜可控制备、结构和性能调控及其在碳四到碳八分离方面的应用研究。2019年，课题组通过小分子结构导向剂辅助界面聚合和结晶过程，建立了水面上可控制备高结晶度聚合物均孔膜的普适性新方法（Nat. Chem., 2019, 11, 994-1000）。通过对聚合和结晶过程跟踪，揭示了聚合和结晶机理（Nat. Chem. 2023, 15, 841），并通过近原子尺度下对晶态聚合物均孔膜缺陷结构跟踪和聚集态结构调控，实现了晶态聚合物均孔膜孔结构均一化（J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 3927-3933; J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 7, 3233; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 22079）。但将所得晶态聚合物均孔膜用于压力驱动的分离过程时，膜易破裂并导致非选择性渗透。
为应对这一挑战，郑治坤教授领导的国际团队利用牺牲性小分子结构导向剂导向相邻晶畴晶态聚合物分子链编织，构建了一种全新晶界结构-编织晶界，赋予了全结晶聚合物均孔膜高机械强度、韧性和弹性（图1）。大面积膜抗压性能接近致密材料铝合金和黄金，受力断裂时，断裂仅发生在受力集中点，裂纹不扩展，裂纹附近膜的机械性能与断裂前无差别，而一般全结晶材料裂纹一旦形成会迅速扩展，且裂纹严重影响机械性能。该工作通过构建编织晶界，建立了一种改善晶态材料脆性并同步增强其机械强度和韧性的方法，为晶态材料在柔性器件和分离膜方面的应用奠定了坚实的基础。
相关成果以Elastic films of single-crystal two-dimensional covalent organic frameworks为题发表在Nature上。