由于其模块化合成、独特的结构特征和丰富的功能，结构有序的共价有机骨架(COFs)和共价单层材料在催化、分子分离、储能、光采集等领域显示出巨大的应用潜力。
有鉴于此，科罗拉多大学波德分校张伟教授等人，综述了近年来COF薄膜和共价单层膜的设计、合成及其性质的研究进展。介绍了不同表面和界面聚合的基本工作机理，以及这一快速发展的领域目前面临的挑战和机遇。
本文要点
1）COF薄膜和共价单层的合成主要利用动态共价化学(DCvC)，它依赖于在某些外部刺激下分子内相当强的共价键的可逆形成和断裂。这种可逆的反应条件实现了自我校正机制，该机制可以在热力学控制下选择性解决缺陷位点，从而导致形成高度有序的COF膜。
2）获得单层共价纳米薄片的新技术最近报道的有很多。新兴的界面聚合技术(如空气-水、液-液、液-固等)已被成功地应用于从各种初始构建块合成结晶COF薄膜。尽管有序框架在界面处的局域生长是一个快速发展的领域，但适用于薄膜或单层合成的可逆反应仍然非常有限。新的动态反应和界面聚合条件的确定和开发对于COF薄膜和共价单分子层材料的进一步发展至关重要。
3）需要更多关于不同金属表面催化活性机理的实验和理论信息，如活性位点的几何形状、吸附的中间体、活化能等。这些信息对于控制COF单分子层在金属基体表面的生长以及研究其结构-性能关系具有重要意义。随着合成策略和表征技术的进一步发展，界面聚合将在COF基薄膜或膜制备中发挥更重要的作用。
总之，这种自下而上设计的这种可定制的有序框架材料将在分子分离、水净化、电子、储能、传感等多个领域具有巨大应用潜力。
参考文献：
Yinghua Jin et al. Confined growth of ordered organic frameworks at an interface. Chem. Soc. Rev., 2020.
DOI: 10.1039/C9CS00879A
https://doi.org/10.1039/C9CS00879A
