综述：新型氢键有机框架（HOFs）的合成及其光电应用

这篇综述系统总结了氢键有机框架（HOFs）在光电应用中的最新进展，重点探讨了其可溶液加工性、高结晶度、动态响应性等特性，以及通过水热合成、电沉积、外延生长等方法构建单晶/粉末/薄膜形态的HOFs材料。文章还分析了HOFs在忆阻器、人工突触、神经形态计算和光学传感器等前沿领域的应用潜力，为开发下一代多功能光电材料提供了重要指导。

　　

氢键有机框架（HOFs）的基本概念与结构特性

氢键有机框架（HOFs）是一类通过定向非共价氢键相互作用（HBIs）自组装的有机多孔晶体材料，其键能（10-40 kJ mol^-1）介于配位键（90-350 kJ mol^-1）和共价键（300-600 kJ mol^-1）之间，兼具结构稳定性和合成灵活性。HOFs的纯有机组分赋予其低密度、高生物相容性和环境友好性，而丰富的π-π堆积和氢键网络则使其易于形成高质量单晶或薄膜。

HOFs的分类与合成策略

根据组成复杂度，HOFs可分为单组分（如H₄TBAPy）、双组分（如HOF-FJU-52）和多组分体系；按形态则分为单晶、粉末和薄膜。水热合成法通过溶剂蒸发或温度控制结晶获得单晶HOFs，如MHOF1在丙酮中静置2-3天即可生长。外延生长技术利用基底导向性制备低缺陷薄膜，如2D MIM晶体通过六烷扩散法生成。粉末态HOFs（如MCA HOF）则通过原位组装或离子热法大规模制备，其中Tb@MCATMA通过稀土离子模板法实现超分子组装。

HOFs薄膜的制备与功能化

湿法加工（旋涂、滴铸）可制备均匀HOF薄膜，如PFC-73纳米膜通过1500 rpm旋涂成膜，其忆阻器器件展现60次稳定开关循环。电泳沉积（EPD）利用HOFs的质子化特性，在90 V电压下5分钟内于FTO基底上形成致密HOF-TCBP电致变色薄膜。静电喷涂（ESD）结合模板技术可图案化沉积，如"鹿形"HOF薄膜在±3.5 V下实现46.7%透光率调制。

光电应用前沿

忆阻器与神经形态计算：HOFs@Au异质结构通过金纳米颗粒增强电荷传输，模拟生物突触的长期增强/抑制特性，在连续电压刺激下实现仿生学习-遗忘循环。

多模态传感：Eu@HOF-TCBP薄膜通过比率荧光实现297-377 K高精度测温（灵敏度5.787% K^-1），而HOF-TTA@MF复合材料兼具压力-声学双模响应，可识别9类物体特征频率。

光学加密与检测：基于四苯基乙烯（TPE）的HOFs在溶剂刺激下发生蓝-绿-白三色转换，而o-tfpe/m-tfpe异质结构通过空间分辨发光实现多重光子条形码加密。

挑战与展望

当前HOFs面临环境稳定性不足（如湿度敏感性）、结晶度控制困难等问题。未来需开发增强型氢键网络设计（如电荷辅助HOFs），并探索界面工程以促进器件集成。通过跨学科研究，HOFs有望在柔性电子、仿生传感等领域实现突破性应用。