共价有机骨架的构建主要涉及到三个方面：拓扑、连接和功能。虽然拓扑问题主要与网状化学的单体结构的设计有关，但连接性和功能性问题与有机化学的共价键的形成/解离直接相关。连接性问题的关键是榫卯结构的构建，为此，开发了动态共价化学，并加强基于从B-O和C=N键到C=C、C-N、C-O和C-C键的COF连接。通过后修饰、级联反应和多组分反应形成环状连接，进一步提高COFs的稳定性。另一方面，除了利用晶体和多孔骨架的固有优势，功能性问题旨在通过自下而上或后修饰策略连接额外的功能部分。然而，在大多数情况下，连接性和功能性问题是分开考虑的，将功能性和超稳定性集成到一个COF系统中仍然是一个巨大的挑战。目前的单体设计很难同时满足某些拓扑结构、强连通性和多样化功能的需求。在此，作者引入异氰酸酯化学来突破这个瓶颈。

在经典有机化学中，异氰酸酯化学已经应用于许多结构的设计合成。由于其丰富的反应活性，异氰酸酯被认为是通用的构筑单元，可以与各种试剂反应，如亲核试剂、亲电试剂或自由基。作者设想异氰酸酯化学可以为构建功能化和超稳定的COFs开辟一个全新的通用范例。设计的关键是：(i)作为构建COFs单体的异氰酸酯容易大规模获得；(ii)异氰酸酯的丰富反应性可保证初步形成牢固的键，如C-C键和C-N键，这些键可进一步转化为超稳定的环状键；(iii)异氰酸化学主要涉及多组分反应，通过该反应，各种功能可以方便地整合到预先设计的拓扑COF骨架中。