结合国家重大战略需求，利用晶体工程学原理和分子基元组装策略，定向设计合成具有特定功能的新型多孔网格材料。通过结构单体设计、有机方法学研究及分子组装合成策略，构筑具有微孔、介孔及功能化孔道的新型金属-有机框架（MOFs）材料及共价有机框架材料（COFs），深入探究结构特征赋予这些材料的光、电、磁、催化等功能性。

MOFs是一类新兴多孔网格材料，现已成为化学化工与材料科学研究的热点。相比传统的多孔材料，MOFs材料因其结构内含有丰富的组装模块，从而达到不同功能化结构的组合，实现其在气体储存、分离、催化、药物输送、传感等领域的广泛应用。在MOFs材料的定向设计过程中，通过功能化有机配体的设计合成、金属或金属氧簇的选择及反应条件的调控，实现定向构筑具有特定孔道结构、网格组成和功能基元的多孔MOFs，从而筛选并优化合成具有特定应用价值的新型多孔材料。

COFs是一类具有拓扑结构的晶态有机多孔聚合物，由C、H、O、N、B、Si 等第一、二周期的轻元素通过较强的共价键，将构筑单元按照一定方式连接而成。该有机多孔材料具有极低的骨架密度和稳定性，在酸性或碱性条件下，仍能保持有序的结构和高度的结晶性。与其它多孔材料相比，COFs骨架和孔径可以进行预先调控，通过使用各种不同拓扑方案对结构进行精确的设计。此外，COFs还具有孔隙率大、比表面积高、结合位点多等优点。在该研究领域，我们利用网格化学的设计理念，从化学键本质和分子层次设计入手，预先构筑具有特定几何构型和功能的分子建筑模块，构筑具有光电磁和吸附传感等特功能的新型COFs材料。

网格材料这些方面的深入研究和突破，将对化学化工及材料科学等领域具有重要意义和推动作用，并为解决能源和环境等重大问题提供可能。