通過有機分子間的共價連接，自下而上地構建原子級精確的表面共價納米結構是未來制造功能納米材料和器件的重要手段。

然而，由于分子前驅體間共價反應通常有著不可逆性和不識別性，其反應生成的有機納米結構無論在化學或結構上往往都缺乏一定的有序性，因此極大地影響了材料功能的實現。

有效控制表面共價化學反應路徑，實現對最終反應產物的結構和化學的精確控制成為該領域研究的焦點和難點。

與此相反，在表面超分子化學中，利用以金屬-有機配位鍵為代表的一類非共價鍵的自識別性、自選擇性，人們能有效地控制超分子自組裝，構筑各類長程有序的納米結構。如何有效地將非共價鍵的優點引入到共價反應中，成為該研究的出發點。

蘇州大學軟凝聚態物理及交叉研究中心，物理學院石子亮副教授、馬余強教授攜手海內外多家研究機構，在Nature Communications上發表了最新工作。

作者利用超高真空掃描隧道顯微鏡（UHV-STM）技術探究了非共價金屬-有機配位鍵（metal-organic coordination）在表面共價反應中的模板作用。

實驗通過將Fe-terpyridine 配位鍵引入到表面共價反應中，首次實現了對表面共價反應路徑的精確調控，并成功合成了一類周期性氮摻雜的多孔有機納米帶–sexipyridine-phenylene。

論文進一步以DFT模擬計算和XPS光譜手段對實驗結果進行了論證。

該工作將表面超分子自組裝和表面共價反應這兩個相對獨立的研究方向有效地結合了起來，為未來構筑復雜的表面有機納米結構提供了新的思路。

該論文在同行評議期間也得到相關專家的肯定，認為成果會在表面共價合成這一快速發展的研究領域里發揮長期的影響力。“… this publication will make a long-term impact in the fast developing field of on-surface synthesis.”

蘇州大學物理學院研究生邢帥鵬為論文第一作者，論文的共同一作還包括張哲和費璽羽。論文的通訊作者是徐虎教授、樊健教授、石子亮副教授和馬余強教授。

Xing S, Zhang Z, Fei X, et al. Selective on-surface covalent coupling based on metal-organic coordination template[J]. Nature Communications, 2019, 10(1): 70.