COFs單體以其高度有序的多孔結構和可調節的多功能性等特點，在氣體分離存儲、吸附、質子傳輸、催化、電化學儲能等方面有著廣泛的應用研究。但目前COFs材料溶液分散性較差、形貌和尺寸不能得到有效控制等缺點在一定程度上限制了COFs材料的進一步應用。如何發展一種有效的方法用于制備形貌和尺寸可控、分散性好的COF材料備受關注。
 

　　該材料基因組學構筑方法可高效率地組裝出結構，滿足高通量計算材料設計與篩選的需求，促進COFs單體配體新結構的定向合成。
 

　　該工作中材料基因組學研究思路的第①步是建立用于COFs結構構筑的基因庫。MOFs通常采用有機配體和金屬鹽溶液進行合成，其中即使采用相同的兩者，最終所合成材料的次級無機結構單元類型取決于反應合成條件，很難提前進行預測。與此不同，COFs合成是基于有機單體(或分子)的縮聚反應，并且單體的原始構象基本上仍會保持在所得材料結構中?？紤]到這一特征，該工作提出一個命名為“遺傳結構單元”(GSUs)的材料基因概念，它是通過模仿COFs材料自然生長過程，衍生得到的帶有反應位點信息的結構單元，因此具有遺傳性，進而建立了一個包含130種GSUs的材料基因庫，并將其分成連接中心、配體和官能基團三種類型。
 

　　為了方便地生成各種COFs結構和提高組裝成功率，該構筑方法采用三種不同的幾何定位方式來連接各種GSU中預先設定的反應位點，并針對2D材料的大規模構筑，提出一種“自適應算法”來解決如何設置材料層間距的問題。
 

　　該工作不僅為高通量材料構筑提供了有用的方法和工具，而且可為如何基于材料基因組學思想進行新材料開發給予借鑒，有助于材料研發模式的變革，使材料開發更環保和高效。