宏观编织技术已被证明是数千年来最持久且有效的织物制造方法，能够满足人类的实际需求。然而，基于分子编织构建具有精细拓扑结构和特定性质的分子结构仍处于起步阶段。
在此，香港城市大学张其春、中南大学陈立宝等人通过1,4-双(苯并二氧杂硼烷)苯（BACT）与2,5-双(4-吡啶基)-1,3,4-噻二唑（BPT）之间的配位N→B键驱动，设计并制备了一种二维（2D）编织共价有机聚合物（COP）网络（命名为CityU-46）。通过单晶X射线衍射技术确定了CityU-46的复杂编织拓扑结构，揭示了其在分子水平上具有明确的“两上两下”交织模式。
得益于其结构优势，CityU-46可作为锂金属负极表面的人工有机固体电解质界面层，显著提升锂金属电池的稳定性和长期性能。
图1. CityU-46中单层晶体堆积的俯视图
总之，该工作通过预合成的BACT与BPT在配位N→B键驱动下的连接，作者成功制备了由多条独特凹凸链在规则间隔处相互交织而成的CityU-46。单晶X射线衍射分析结果表明，该编织聚合物网络在分子水平上具有明确的“两上两下”交织模式，且溶剂分子在维持二维编织网络稳定性及促进其堆叠成三维微米级晶体中发挥了重要作用。
基于CityU-46的结构特性，它可作为有机人工固体电解质界面层应用于实际电池系统中的锂金属负极表面。与使用裸锂金属的电池相比，采用CityU-46涂覆的锂金属负极构建的对称电池和全电池表现出显著增强的电化学性能，包括优异的循环稳定性、稳定的极化电压和出色的倍率性能。因此，CityU-46不仅丰富了分子水平上的二维编织结构家族，还凸显了这种基于配位N→B键的独特结构在能源领域的潜在应用价值。
图2. 电池性能
Interweaving Covalent Organic Polymer Chains into Two‐Dimensional Networks: Synthesis, Single Crystal Structure and Application for Stabilizing Lithium Metal Anode, Angewandte Chemie International Edition 2025 DOI: 10.1002/anie.202506036
张其春 1992年南京大学获得理学学士学位；1998年中国科学院化学研究所获得物理有机化学硕士学位；2003年美国加州大学洛杉矶分校获有机化学硕士学位；2007年加州大学河滨分校获化学博士学位；2007年10月至2008年10月美国西北大学博士后。2009年1月新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院任副教授。2020年9月任香港城市大学材料科学与工程系正教授。现任J. Solid State Chemistry 和Susmat副主编，Chemistry-An Asian Journal、Journal of Materials Chemistry C、Materials Chemistry Frontiers、Inorganic Chemistry Frontiers、Aggerate、Materials Advances、Science Chinese Materials等期刊顾问编委。此外他还是CCS化学(2020-2021)、Advanced Materials (2020-2021)、Journal of Materials Chemistry C (2020-2001, 2017-2018)、Materials. Chemistry Frontiers (2019-2020)、Inorganic Chemistry Frontiers (2016-2017, 2013-2018)等期刊特邀编辑。
陈立宝 中南大学研究员、博士生导师、硕士生导师 中南大学“升华学者”特聘教授，湖南省“杰出青年”基金获得者。中国有色金属学会会员，中国有色金属学会创新发展工作委员会委员会委员，美国电化学学会会员（ECS）。主要研究方向为高性能电极材料及极端环境应用的锂离子电池。近5年主持XX国家级重点项目课题3项、一般项目1项，国家自然科学基金联合基金重点项目1项、面上项目2项、青年基金1项，国家重点研发计划子课题1项，湖南省“杰出青年”科学基金1项，重大产业化项目2项。在Materials Today, Advanced Science、Advanced Functional Materials等国际权威期刊上发表高水平学术论文60余篇，论文SCI总他引次数5000余次。