综述：氢键有机框架在合成、功能化、形态、性能及应用中的突破性进展

这篇综述系统阐述了氢键有机框架（HOFs）作为多孔晶态材料的设计策略与前沿进展，重点探讨了通过电荷辅助氢键、π-π堆叠和配位键增强稳定性（如BioHOF-1），并详述其发光（ML）、磁性（SIM）、质子传导等特性在电池、传感器、生物医学等领域的应用潜力，为新型功能材料开发提供全面指导。

　　

氢键有机框架：从分子设计到跨领域应用

Abstract
氢键有机框架（HOFs）凭借其结晶性、溶液可加工性和可再生性成为多孔材料领域的新星。尽管部分HOFs在脱溶剂后存在稳定性挑战，但通过强化氢键（如电荷辅助型）、引入π-π堆叠和刚性骨架等策略，已开发出离子型、金属杂化等稳定变体。这类材料在发光、吸附、催化等领域展现出独特优势。

Introduction
多孔材料（PMs）是解决能源与环境问题的关键。相较于金属有机框架（MOFs）的神经毒性风险和共价有机框架（COFs）的苛刻合成条件，HOFs以生物相容性和温和制备条件脱颖而出。其设计核心在于氢键（HB）理论，1912年由Moore等提出，后经IUPAC定义为电负原子间的吸引力相互作用。2011年Chen团队首次表征HOF-1（2,4-二氨基三嗪单元构建的3D结构），其SCXRD显示8个强氢键形成的稳定孔道，比表面积达2700 m² g^-1。

Structural Design & Dimensionality
1D结构：Luo团队通过TCPP与1,3-DPP组装的一维HOFs具有动态孔隙（851→1605 ?³），SEM显示条纹状形貌。2D结构：SEU-1/2通过超声剥离获得300 nm纳米片（AFM厚度4 nm），而DAT基HOFs呈现10 μm石墨烯状单晶。3D结构：Triptycene基HOF-11经CSP预测激活态结构，二羧酸-HOF-1在乙醇中耐受高温，静电作用增强热导率。

Properties
发光性能：8PCOM-DCM展现81%蓝色机械发光（ML），Dy-HOFs的Schiff配体产生单离子磁体（SIM）行为。磁性：Co²⁺基MHOFs通过超分子异构化调控磁各向异性。机械强度：HOF-FJU-1使环氧树脂拉伸强度提升40.2%（86.5 MPa）。介电特性：(HMA)₂[Bi₂(PDA)₄]·4H₂O在230°C分解时伴随介电变化。客体交换：锌基HOFs通过SCSC转换可逆吸附CHCl₃，而咪唑-HOFs优先捕获VOCs。

Synthesis & Functionalization
溶剂结晶法可调控多晶型，快速结晶生成动力学产物，慢速得热力学稳定相。功能化策略如羧酸二聚体（HOF Tcpb）、酰胺（TTBI催化）和混合配体（酸性-碱性协同）显著拓展性能。

Applications
能源：HOFs提升Li/Na离子电池离子传输效率。环境：用于CO₂捕获和光催化降解。生物医学：低毒性HOFs在药物递送和生物成像中应用广泛。

Future Perspectives
当前挑战在于平衡孔隙率与稳定性，未来需开发自适应氢键网络和机器学习辅助设计，推动HOFs在柔性电子和精准医疗中的突破。