COFs单体以其高度有序的多孔结构和可调节的多功能性等特点，在气体分离存储、吸附、质子传输、催化、电化学储能等方面有着广泛的应用研究。但目前COFs材料溶液分散性较差、形貌和尺寸不能得到有效控制等缺点在一定程度上限制了COFs材料的进一步应用。如何发展一种有效的方法用于制备形貌和尺寸可控、分散性好的COF材料备受关注。
 

　　该材料基因组学构筑方法可高效率地组装出结构，满足高通量计算材料设计与筛选的需求，促进COFs单体配体新结构的定向合成。
 

　　该工作中材料基因组学研究思路的第①步是建立用于COFs结构构筑的基因库。MOFs通常采用有机配体和金属盐溶液进行合成，其中即使采用相同的两者，最终所合成材料的次级无机结构单元类型取决于反应合成条件，很难提前进行预测。与此不同，COFs合成是基于有机单体(或分子)的缩聚反应，并且单体的原始构象基本上仍会保持在所得材料结构中。考虑到这一特征，该工作提出一个命名为“遗传结构单元”(GSUs)的材料基因概念，它是通过模仿COFs材料自然生长过程，衍生得到的带有反应位点信息的结构单元，因此具有遗传性，进而建立了一个包含130种GSUs的材料基因库，并将其分成连接中心、配体和官能基团三种类型。
 

　　为了方便地生成各种COFs结构和提高组装成功率，该构筑方法采用三种不同的几何定位方式来连接各种GSU中预先设定的反应位点，并针对2D材料的大规模构筑，提出一种“自适应算法”来解决如何设置材料层间距的问题。
 

　　该工作不仅为高通量材料构筑提供了有用的方法和工具，而且可为如何基于材料基因组学思想进行新材料开发给予借鉴，有助于材料研发模式的变革，使材料开发更环保和高效。