受到自然界的启发，人们已构建了不同尺度的螺旋材料。如微观可见的聚合物，介观可见的金属、无机分子和超分子自组装系统，以及宏观可见的仿生螺旋材料等。这些高度有序的螺旋拓扑可赋予材料独特的物理化学性质。

共价有机框架（COFs）是一类具有周期性二维或三维网络结构的晶态多孔聚合物。为了研究结构与性能之间的关系，迄今为止，人们已合成出了包括纳米纤维、纳米管、纳米球、纳米片等各种具有基础形貌的COFs材料。但对于更为复杂的形貌如螺旋纳米纤维，目前还尚未见报道。而作为姊妹材料的金属有机框架（MOFs）已经有了手性纳米结构的尝试，例如人们采用模板和自模板的方法引入介观的螺旋结构。然而，模板的引入和去除难以保证晶相不被破坏，且手性诱导的缺乏将导致外消旋化。因此，开发一种简便且无模板的合成策略用于手性COFs螺旋的自组装是非常渴望且具有诱人前景的。

近日，澳门沙金蔡松亮副教授、章伟光教授团队和美国劳伦斯伯克利国家实验室刘毅研究员合作，采用一种单步且无模板的方法，原创性地制备了两种手性COFs双螺旋纳米纤维。在COFs的合成过程中实现了一种基于非对映选择性环缩合的新型缩醛胺连接方式。由于非对映选择性决定了所得 COFs 的手性，两种COFs均表现出了结构规整的单手性双螺旋纳米纤维形貌，并可具有相反的螺旋性。时间依赖性实验揭示了单手性COFs双螺旋的渐进自发形成。进一步的实验证明了这些COFs双螺旋的螺旋性和圆二色性信号可通过在合成过程中简单地调节乙酸的量来轻松地实现翻转。此外，通过将手性转移到非手性荧光分子吸附剂上，螺旋COFs纳米结构可以有效地诱导圆偏振发光（CPL），其不对称发光因子（glum）最高可达0.01左右。

图1、手性COFs双螺旋纳米纤维的自组装及其在圆偏振发光领域中的应用

该研究工作不仅合成了一种具有新键连接的手性COFs，而且为手性COFs螺旋纳米结构的自组装机制提供了新的见解，同时也为新型COFs基CPL材料的开发开辟了可扩展的策略。

相关研究成果发表在德国应用化学（Angewandte Chemie Iternational Edition, 2022, DOI: 10.1002/anie.202216310）上，第一作者是汤西豪博士，通讯作者为澳门沙金蔡松亮副教授、章伟光教授和美国劳伦斯伯克利国家实验室刘毅研究员。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202216310