一项发表于《美国化学会志》的研究指出，理论与实验间的“不匹配”现象能为新材料设计提供关键线索。该研究由芝加哥大学Laura Gagliardi教授团队与加州大学伯克利分校诺贝尔奖得主Omar Yaghi教授团队共同完成，专注于改进用于碳捕获的共价有机框架材料性能。

研究团队通过分析对COF-999-NH₂材料的理论模拟与实验结果之间的差异，发现材料中残留的水分子是导致性能预测偏差的主要原因。论文第一作者、前博士后研究员希拉尔·达格拉尔表示：“模拟结果与实验结果之间的差异并非失败，而是机遇。在这个项目中，正是这些差异引导我们发现了残留水分和一些乍看之下并不明显的细微结构特征。”

基于这一发现，研究提出可通过在材料聚合过程中控制孔隙疏水性来排除水分干扰的设计策略。达格拉尔指出：“这可以防止吸附位点堵塞和不必要的副反应，从而实现更有效的碳捕获。” 该研究成果由芝加哥大学气候与可持续增长研究所下属的先进环境解决方案材料中心支持完成。

研究还揭示了COF材料中堆叠异质性等结构特征是其前体化学的固有性质。Gagliardi教授强调计算建模在该研究中的关键作用：“要推进这些发现，计算和模拟必不可少。在计算机上，你可以尝试一些你的化学直觉可能不会立即想到的事情。计算机可以给你一些有用的答案，让你以不同的方式思考。” 该论文因具有科学价值与现实应用潜力，被选为《美国化学会志》的“编辑推荐”。

更多信息：作者 Hilal Daglar 等人，标题《COF-999- NH₂ 中堆叠异质性、层状褶皱和残留水的发现及其对 CO₂ 捕获的影响》，发表于《美国化学会志》 (2025)。期刊信息： 《美国化学会志》