配位聚合物（CPs）及其子集金属有机框架（MOFs）是一种由有机配体和金属离子构成的超分子材料，在催化、生物医学、超材料等领域有着广泛应用。过去30多年来，晶态MOFs一直是该领域的主要研究方向，其周期有序结构赋予了这类材料极高的孔隙度。然而，晶态CPs和MOFs的结构刚性以及相对苛刻的合成条件（如有机溶剂、高温高压的使用）使得它们在产业化加工和应用时面临着一定的挑战性。相比之下，非晶态CPs和MOFs的柔性和无序性赋予了它们更高的机械韧性和化学稳定性，且易于大规模生产。此外，大多数非晶态CPs和MOFs可以在常温以及水相条件中合成，因此它们比相应的晶态产物更加环境友好，在环境、农业和生物医学等领域具有潜在的产业化应用。
过去10年中，非晶态CPs和MOFs的研究受到越来越多的关注。目前，制备非晶态CPs和MOFs主要包括两种手段：（1）晶体材料作为前体进行非晶化处理；（2）直接通过前驱体合成非晶态CPs和MOFs。前者往往需要耗费大量能量（例如高温），而后者可在常温水相条件下实现合成，相对而言更为简便、环保、节能。近期，墨尔本大学Frank Caruso院士团队在Nature Reviews Chemistry上发表综述文章，总结并提出通过控制配位动力学，包括选择合适的反应前驱体（如采用柔性、非对称的有机配体、成核剂或模板）或特定的合成条件（如调控前驱体比例和浓度）来直接制备CPs和MOFs。该文系统阐述了非晶态CPs和MOFs材料性能及表征方法，并与现有晶态MOFs进行对比，突出了非晶材料的独特优势。最后，作者展望了直接合成非晶态CPs和MOFs的未来研究方向和应用前景。本综述由墨尔本大学研究员Zhixing Lin博士, Joseph J. Richardson博士（现墨尔本皇家理工大学副教授），Jiajing Zhou博士（现四川大学教授）共同参与撰写。图1. 直接合成非晶态CPs和非晶态MOFs的三种途径：a)采用柔性/不对称配体，例如DNA、蛋白质、聚合物、多糖和小分子; b) 通过模板法及成核剂诱导非晶态生长；3）调控特定合成条件，例如调节配体与金属的比例或浓度。
图2. 模板法和成核剂直接合成非晶态CPs和非晶态MOFs。
表1：非晶态CPs和MOFs及其晶态对应体的性质对比及其潜在应用优势
Frank Caruso教授现任澳大利亚国家生物纳米科学与技术中心执行主任、澳大利亚国家健康与医学研究基金委资深首席教授、墨尔本大学教授。他于2009年当选为澳大利亚科学院院士，2018年当选为伦敦皇家学会院士，1997-2002年任德国马普研究所胶体与界面分部洪堡学者、课题组组长，2003-2012年获澳大利亚最高学术荣誉的联邦教授以及2012-2017年澳大利亚桂冠教授。目前，他已发表了500余篇学术论文，被引用超过74000次，H因子为142。他也是汤森路透高被引学者（材料科学领域前20），被选为2014年世界最具影响力的科学家之一。--纤维素推荐--
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https://www.nature.com/articles/s41570-023-00474-1声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！