近年来，氢键有机框架材料（Hydrogen-Bonded Organic Frameworks, HOFs）的开发和应用越来越受到人们的关注。与传统的结晶性多孔材料MOFs、ZIFs、COFs等相比，HOFs材料由非共价的分子间作用力（氢键、π-π堆积等）连接而成，具有低密度、高溶解性、高结构可调性、易回收利用等优点。更重要的是，HOFs材料的无金属特性赋予了其良好的生物相容性和低的细胞毒性，在药物传递和生物应用方面显示出巨大的潜力。尽管有诸多优异性能，目前也只有屈指可数的HOFs材料被研究报道，且大部分为单组分的结晶性材料。

近日，东南大学孙柏旺、罗洋辉研究团队制备了基于血红素类化合物TCPP的三维多孔HOF，该HOF材料具有从一维到三维的孔道结构，可控的形貌且能特异性地吸附水。相关成果以“A Dynamic Three-Dimensional Hydrogen-Bonded Organic Frameworks with Highly Water Affinity”为题发表于Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.201804822）。

卟啉及其相关化合物在生物化学、药学、分析化学、合成化学、材料科学等领域广泛应用，构筑卟啉相关的HOFs材料显得尤为重要。首先，研究团队采用“等距共晶”策略（图1），制备了基于血红素类化合物TCPP的具有一维多孔条带结构的HOF材料TCPP-1,3-DPP。

图1. 采用“等距共晶”策略制备的HOF材料TCPP-1,3-DPP，图来源：Adv. Funct. Mater.

接着，在晶体结构中，一维多孔条带结构通过弱π-π相互作用进一步堆积成三维多孔HOF（图2）。研究发现，在加压情况下，三维HOF中一维条带结构向外滑移（图3），三维HOF的凌柱状形貌演变成二维片状形貌（图2）；而当二维片状形貌的HOF浸泡在水中充分吸附水以后，又能恢复到凌柱状形貌。作者表示，这表明他们制备的HOF材料具有一维多孔条带的动态滑移特征，该材料是目前报道的首个动态HOF材料。

图2. (a)HOF材料中的一维多孔条带，(b)三维动态堆积以及(c)三维、(d)二维形貌转化，图来源：Adv. Funct. Mater.

图3. 一维多孔条带的动态滑移示意图，图来源：Adv. Funct. Mater.

另外，该HOF材料对水显示出特异性吸附，且具有优异的循环使用性能（图4），有望应用于工业气体（CO₂、H₂、CH₄）干燥领域。

图4. HOF材料TCPP-1,3-DPP在常温下的气体吸附等温曲线(a)及水的吸附-解析循环(b)，图来源：Adv. Funct. Mater.