Mohammed G. Kotp, and Shiao-Wei Kuo*
Chemical Science 2026,17, 9407-9445

國立中山大學 材料與光電科學學系 郭紹偉教授

近年來，全球暖化與淨零碳排議題受到高度重視，其中如何有效捕捉並減少二氧化碳 (CO₂) 排放，已成為材料科學與能源工程的重要研究方向。本研究團隊長期投入高分子材料與多孔有機材料研究，近年聚焦於「有機多孔高分子 (Porous Organic Polymers, POP) 」於碳捕捉技術之應用開發。此類材料兼具高比表面積、可調控孔洞結構、優異熱穩定性及化學穩定性，能有效提升 CO₂ 吸附效率與氣體選擇性，被視為新世代碳捕捉材料的重要候選者。本回顧性文章系統性總結多種 POPs 材料，包括共價有機框架 (COF) 、共軛微孔高分子 (CMP) 、共價三嗪框架 (CTF) 及超交聯高分子 (HCP) 等，並透過分子設計與官能基修飾，導入含氮、含氧或胺基等 CO₂ 親和性結構，以提升材料對 CO₂ 的吸附能力與 CO₂/N₂ 選擇性。研究顯示，藉由精準調控孔徑大小與極性環境，可有效增強 CO₂ 分子與材料表面的交互作用，同時降低材料再生所需能耗。

此外，團隊亦積極探討材料於實際環境中的應用潛力，包括直接空氣捕捉 (Directed Air Capture, DAC) 等技術情境，並進一步分析濕度、循環穩定性與工業化可行性等關鍵因素。研究成果顯示，POPs 材料不僅具有優異吸附效能，也展現良好的循環穩定性與應用前景。未來團隊將持續結合高分子化學、奈米材料與永續能源技術，發展高效率、低能耗之碳捕捉材料，期望為全球淨零排放與永續環境目標提供重要貢獻。