华理在有机超分子白光发射材料领域取得系列研究进展
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华理在有机超分子白光发射材料领域取得系列研究进展

2018-08-02 12:24:45  必发娱乐  本文已影响   字号:T|T

白光发射材料因其在显示和照明设备以及探针领域的潜在应用,一直是发光材料领域的研究热点之一。相比于无机材料,纯有机白光发射材料拥有诸多优点,例如良好的调节性、多样化的分子设计、较低的成本及毒性等,因而备受青睐。利用超分子策略来实现白光发射,不仅能够有效避免分子间能量传递带来的负面影响,同时也可以赋予白光发射材料优异的刺激响应性。

近日,华东理工大学田禾院士、马骧教授科研团队在有机白光发射材料领域的研究工作再获突破,分别被《化学科学》与《先进光学材料》予以报道。

迄今为止,大多数有机白光发射材料的制备主要通过混合发光色彩不同的多种化学组分来实现。相比于多组分体系构建方法,以单分子形式实现白光发射在稳定性、可重复性以及制备方法等方面更具优势。

该工作设计合成了一系列对称的具有给体—受体—给体型结构的双官能团有机分子,以单分子形式在水相中实现了白光发射。在疏水效应、芳环堆积以及给体—受体的协同作用下,分子自发地进行舒展态到折叠态的构象转换,有效地促进了分子内的电荷转移过程,进而诱导产生双发射荧光现象。研究发现,通过多种调控方式(温度、溶剂极性和主客体包结比例)能够实现分子的多色荧光发射。此外,该分子的白光发射性质也适用于水凝胶体系,有望应用于智能材料领域。

该论文的共同第一作者分别是李登峰博士和博士生胡文德,曹宵鸣博士为论文的理论模拟提供了支持,马骧为通讯作者,论文得到了田禾院士的悉心指导。

基于非共价相互作用的可逆性与响应性,利用超分子手段对有特殊发光性能的分子进行调控对于发光材料的发展意义重大。对于一类具有振动诱导发光(VIE)特性的二氢吩嗪类衍生物,在溶液态,其激发态分子构型由弯曲形态振动到π平面增大的近平面态,导致发射的红移,而在固态或聚集态,由于分子振动受限,只表现出短波长蓝光发射。

基于这一机制,近期,田禾、马骧研究团队首次采用水溶性VIE分子与联二磺化杯[4]芳烃(BSC4)构建超分子组装体系。通过VIE分子与BSC4之间的亲疏水作用与主客体作用,加入不同当量比例的BSC4便可实现溶液态荧光发射从橘红到白色(CIE坐标0.32, 0.37)再到蓝色。此外,竞争性客体乙酰胆碱的引入也可以得到可逆的荧光发射。这类基于非共价相互作用来影响VIE分子的发射特性的超分子体系为VIE机理的深入理解以及发展可控发光材料提供了新的思路。

该工作以封底文章的形式发表于著名光学材料类期刊《先进光学材料》上,并被学术媒体Materials Views 中国作为亮点报道。

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