本篇题为《Mechanical Toughening of Two-Dimensional Covalent Organic Frameworks Enabled by Graphene-Based Sandwich-Structured Nanocomposites》的研究文章主要探讨了如何通过构建石墨烯夹层结构来显著提升二维共价有机框架（2D COFs）的机械性能。
1、研究背景与问题：
二维共价有机框架（2D COFs）因其可设计的结构和化学功能性，在膜材料、储能、催化和传感等领域具有广泛应用前景。然而，2D COFs 本身存在机械性能差、抗断裂能力弱的问题，严重限制了其在柔性电子和可穿戴设备等对机械性能要求较高的领域的应用。
2、研究目的：
本研究旨在通过构建一种三明治结构的纳米复合材料（2D COF/石墨烯/2D COF），在不牺牲2D COFs化学功能性的前提下，显著提升其机械强度、断裂韧性和能量释放率。
3、研究方法与过程：
（1）使用化学气相沉积（CVD）方法，在三层石墨烯的两侧均匀生长2D COF薄膜，形成三明治结构。
（2）通过原位扫描电子显微镜（SEM）拉伸测试，系统评估不同厚度样品的弹性模量（E）、断裂韧性（K_IC）和临界能量释放率（G_C）。
（3）对比样品包括：纯2D COF、三明治结构（厚度分别为7nm和40nm）、以及三层石墨烯。
4、核心研究内容：
用CVD在三层石墨烯两侧各长一层2D COF，形成“COF-石墨烯-COF”三明治薄膜，仅用7 nm厚COF即可把弹性模量、断裂韧性和能量释放率分别提高8.5倍、7.5倍和6.5倍，实现不牺牲化学功能性的机械增韧。
图1、三明治结构的CVD制备示意图。上游放置 COF 前驱体（Tp 与 BDA），下游放置铜网支撑的三层石墨烯。加热后前驱体蒸气扩散至石墨烯区域，在网格“窗口”处双面生长成 2D COF，形成“COF/石墨烯/COF”三明治；在铜框遮挡处仅单面生长，形成“COF/石墨烯”单侧结构。
5、结论与意义：
本研究成功开发出一种简便有效的结构设计方案，通过引入石墨烯夹层，在不牺牲2D COFs功能性的前提下，大幅提升其机械性能。这种方法为2D COFs在柔性电子、传感器、膜分离等实际应用中提供了新的可能性，并展示了纳米尺度三明治结构在增强材料性能方面的巨大潜力。
DOI：https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.5c01207
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