在材料科学的发展史上，能够满足日常生产生活的功能性材料通常是由复杂且可调的组装机制和路径驱动的。超分子材料具有十分微妙的组装过程，材料中合成成分、界面参数以及反应热力学中看似微小的变化对于其结构、性质和应用都有着指导性作用。因此，将材料赋予超分子的特征是丰富材料科学和推动生产力进步的又一个有效途径。

值得注意的是，在超分子纳米系统复杂的合成环境中，功能性分级组装体的数量和质量主要受子结构的活性和上层结构的拓扑行为的调节。通过这种方式，每个结构的属性都与组装方式高度相关，其中子结构暴露的活性位点将影响上层结构的有序形成，调节分层组装体的功能。控制超分子组装的分层结构来提升材料性能已在有机-无机超分子系统中得到充分证实。

近日，吉林大学杨英威教授团队受此启发，利用一种全新的分级组装策略，将高性能金属有机骨架（Cu₃(HHTP)₂和HKUST-1）通过强相互作用有序组装在基于柱芳烃的共价有机骨架上（NP5-DM-COF）用于高效光催化生物活性分子苯并咪唑及其衍生物的合成。

在溶剂热条件下，Cu₃(HHTP)₂和HKUST-1通过Cu(II)的强配位作用原位生长在NP5-DM-COF骨架表面得到两种光敏性超分子组装体，命名为COF/Cu₃(HHTP)₂-10和COF/HKUST-10。尽管组装网络中大量的柱芳烃将导致骨架扭曲，有趣的是，这种缺陷结构由于较低的配位能量可以负载更多的Cu₃(HHTP)₂和HKUST-1。

作者研究了两种杂化物的光学和电学性质，发现金属有机骨架的引入可以有效提高超分子组装体可见光的利用率；同时减小骨架中光电子的传输阻力，进而最大程度的提高光催化效率。另外，通过调控有机-无机组装体的拓扑行为可以借助“荧光关闭”的策略实现活性氧物种的定向生成。

作者发现COF/Cu₃(HHTP)₂-10由于具有合适的空间拓扑方式以及有效的组成成分可以最大程度的将O₂光敏化成O₂^•−。因此，在最优的条件下，COF/Cu₃(HHTP)₂-10具有最佳的光催化活性去催化苯并咪唑的合成。对许多官能团以及不同取代位置的苯并咪唑都有普遍的适用性。这得益于骨架中富电子空腔与催化过程中生成的阳离子自由基之间的亲和性。该工作证明了多重机制调控下制备的超分子组装体可以获得传统的超分子组装体无法实现的高性能，为设计和开发用于高效光合作用的低成本材料，推动功能性超分子纳米系统和材料合成化学的可持续发展提供了新思路。