综述：超分子框架的定义、设计与结构确定

本教程综述系统梳理了超分子框架（Supramolecular Frameworks）领域的关键问题，提出标准命名体系与严格表征规范（如GA图像分析），为设计具有特定结构和功能的多孔网络材料提供重要指导，将推动该领域研究的规范化发展。

　　

超分子框架：从定义到设计的系统化探索

什么是超分子框架？

超分子框架（Supramolecular Frameworks）是一类通过非共价相互作用（noncovalent interactions）组装形成的具有规则多孔网络结构的功能材料。这类材料因其依靠相对较弱的相互作用力（如氢键、π-π堆积、范德华力等）进行自组装，而展现出独特的性质组合和新兴功能。然而，该领域的发展目前面临着一个显著挑战：大量相似结构被赋予不同的名称和缩写，加之材料表征过程中严谨程度不一，导致领域内存在较大混淆。这种命名和表征的不一致性，尤其对刚进入该领域的研究人员造成困扰，可能导致重要早期工作的遗漏和研究进展的停滞。

命名系统的标准化倡议

针对命名混乱的问题，本综述提出了一套统一的命名系统。该体系强调以框架的拓扑结构、构建单元和相互作用类型为基础进行系统命名，避免使用容易产生歧义的缩写或特定实验室的内部代号。例如，基于金属有机配位的框架应明确标注中心金属离子和有机配体的信息，而基于氢键的框架则需注明给体-受体对的具体类型。这种标准化命名不仅有助于文献检索和知识整合，更能促进不同研究组之间的有效交流与合作。

表征标准的严谨化要求

在表征方面，综述强调了 rigorous standards（严格标准）的必要性。对于多孔材料，必须提供可靠的气体吸附等温线（如N₂，77 K）以确定比表面积（如BET法）和孔径分布。晶体结构解析应通过单晶X射线衍射（SCXRD）完成，并在无法获得单晶时辅以粉末X射线衍射（PXRD）和结构模拟。此外，热重分析（TGA）、固态核磁共振（SSNMR）、电子显微镜（如SEM, TEM）等技术也应被用于全面表征材料的化学稳定性和形态。特别是图形摘要（Graphical Abstract, GA）中呈现的数据应具有代表性和可重复性。

设计原则与功能导向

综述的最后部分重点讨论了超分子框架的设计原则。为实现特定的结构和性能，需要从分子构筑块（building blocks）的理性设计入手。通过预设计构建单元的几何形状、官能团和配位位点，可以引导组装过程形成预期的拓扑网络（如dia, pcu, sql等）。功能导向的设计则更关注于框架的最终应用，例如：

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  通过引入特定尺寸的孔道实现小分子（如CO₂, H₂）的选择性吸附与分离
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  利用手性环境构建不对称催化中心
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  设计具有光响应或氧化还原活性的框架用于传感或能量存储

这些设计原则大大增加了获得目标材料的机会，推动了超分子框架从基础研究向功能应用的转变。

总结与展望

超分子框架领域正逐步从现象报道走向理性设计和应用开发。通过采纳统一的命名系统、严格的表征标准和功能导向的设计原则，研究者能够更高效地推动该领域的发展，并避免不必要的重复和混淆。未来，该领域的研究将继续聚焦于新结构的发现、功能的拓展以及在实际应用中的性能验证，为材料科学、化学乃至生物医学领域提供新的解决方案。