增强共价有机框架（covalent organic frameworks，COFs）的固态发光是一个艰巨的挑战，对基础理解和技术创新都具有深远意义。高性能COFs固体发光的实现为探索晶体多孔材料光学过程的基本原理提供了一个独特的平台，同时为下一代发光系统的合理设计建立了蓝图。这种进步有望重新定义COFs的功能景观，将其应用范围从催化、储存和分离扩展到传感、光电子学和生物医学应用，从而将基础研究与变革性技术应用联系起来。化学科学与工程学院闫冰教授团队在晶态框架基光响应传感领域的相关工作积累了系统的研究成果，近年来将研究拓展到COFs基材料及其稀土功能化杂化材料的光响应化学传感方向，取得了较好的进展，先后在国际重要期刊发表相关研究论文30余篇。基于前期系统性工作通过在COFs中引入超共轭单元有效提高了其荧光强度，团队将其制作为光响应声音传感器件可以应用于智能化语言学习平台，最新相关成果发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。

将σ-π超共轭引入COFs已被证明可以显著增强它们的荧光特性。实验研究表明，包含超共轭结构的COFs表现出明显更高的荧光强度和量子产率，相比于它们不包含超共轭结构的对应体。光物理研究揭示了σ-π相互作用降低了激发态跃迁的能垒，促进更有效的辐射复合并延长荧光寿命。理论分析进一步支持了这些发现，显示超共轭结构重新分配了电子密度并改变了COFs的电子结构。这种修改增强了电子耦合并促进了骨架内更有效的能量传递，从而实现了更优越的荧光性能。这些观点不仅推动了对COF光物理学的理解，也将超共轭结构定位为设计具有可调性能的先进发光材料的强有力策略。

此外，通过静电纺丝制备的基于COF的荧光声学传感器，与机器学习算法集成时展示出实时语音模式识别能力，展示了在语言辅助技术中的潜力。该研究探索了COFs中的超共轭作用，为精确调控光电性能提供了新的范式，并将基础研究与现实应用进行了桥接。

化学科学与工程学院闫冰教授为论文独立通讯作者，2024级博士研究生刘寅胜为论文第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202425436