金属有机框架（MOF）和氢键有机框架（HOF）作为两类极具代表性的框架材料，在化学与材料科学领域备受瞩目。它们分别基于金属与配体间的配位键或各组分间的氢键构筑而成，可设计的孔道及活性位点使得其在质子传导方面展现出巨大潜力。然而，绝大部分MOF缺乏结构本征的质子载体，需要通过额外功能化等手段实现高效质子传导；而HOF虽然基于氢键网络提供了丰富的质子传导通路，其传导性能却常因自身结构稳定性欠佳而受到制约。
近日，复旦大学化学系李巧伟课题组通过精准调控有机配体的去质子化平衡，实现了MOF与HOF的同拓扑纠缠共生，创制出兼具高稳定性与高质子传导率的新型框架材料。相关研究成果以“Isotopological entanglement of a metal–organic framework and a hydrogen-bonded organic framework for proton conduction”为题在Nature Synthesis上发表。
研究通过精确调控有机配体的去质子化平衡，实现了MOF与HOF的杂化纠缠共生。该材料创新性地通过NH4+与HHTP间的氢键键合形成HOF网络，并通过Ga3+与HOTP间的配位键合形成MOF网络，两套网络通过π-π堆叠作用共同增强框架稳定性。材料每个单胞内高度连通的孔道能容纳多达100个水分子，进一步结合HOF网络提供的原生质子载体，FDM-151在95 ℃和100%湿度下能实现1.1×10−2 S cm−1的质子电导率。这种杂化网络纠缠策略突破了单一框架的性能局限，为开发新型功能材料提供了新思路。
复旦大学化学系博士研究生江忠文为论文第一作者，李巧伟教授为论文通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金委、国家重点研发项目、上海市分子催化与功能材料重点实验室、复旦大学等机构与项目的大力支持。
论文链接
https://www.nature.com/articles/s44160-025-00738-2
