【创新前沿】德国《应用化学》报道我校功能染料组装诱导发光研究新进展

稿件来源:化学学院   |作者:化学学院   |摄影:化学学院   |编辑:李强   |浏览量:737

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近日,我校费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的马骧教授团队基于前期通过超分子组装手段调控振动诱导发光(vibration-induced emission,VIE)的研究, 将手性环已二胺单元引入到VIE分子中,利用VIE分子的双发射、大斯托克斯位移和环境敏感等特点,对从动力学亚稳态到热力学稳态的组装过程进行实时的可视化监测,同时成功诱导出圆偏振发光。该工作近期以“Real-Time Visual Monitoring of Kinetically Controlled Self-Assembly”为题,发表在国际著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.(2020,DOI: 10.1002/anie.202011740.)

通过非共价键作用构建分层有序的纳米结构,以及实时监测组装过程,在动态超分子化学研究领域具有重要意义。传统上,自组装体常被认为是热力学平衡结构,而忽略了产物形成过程中的动力学途径研究。实际上,由于可逆的非共价相互作用,超分子自组装本质上往往是“动态的”,对自组装过程的精确监测可以更好地控制超分子组装体的大小和结构。传统上利用电子显微镜和核磁共振等技术研究该过程,但在繁琐的样品预处理和特定环境下的分析大大抑制了该领域的发展,因此方便且有效监测分子的自组装过程的方法仍有待开发。

N,N-二取代-二氢二苯并[a,c]吩嗪类化合物是一类具有振动诱导发光(VIE)特性的分子。在溶液态,其激发态分子构型由弯曲形态振动到π平面增大的接近平面态,发射出红光,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。因而基于激发态分子振动程度的差异,不同取向和排列结构的组装体就具有明显的发射差别。因此他们将手性环已二胺单元引入到VIE分子中,在特殊环境下(THF/H2O (3/7, v/v)),分子会形成具有淡红色荧光的亚稳态聚集体,并随着时间的推移,能够自发的形成蓝色荧光的纳米结构。利用VIE比率型荧光的特点,光谱的变化精确地对应于组装形貌的转变,从而提供了对自组装过程进行实时监测的方法。同时,由于手性骨架在纳米结构中能够有效地提供的手性环境,诱导出的圆偏振发光也表现出明显的组装形貌依赖性。该工作通过对分子发光性能研究,为监测分子组装过程与构象变化提供了一种强有力的方法,为发展智能光学纳米材料提供了有趣的思路。

文章的通讯作者为华东理工大学马骧教授,第一作者为博士生黄子钊,该研究工作得到了田禾院士的悉心指导。研究成果得到了国家自然科学基金委基础科学中心项目、国际合作重点项目、优青项目和上海市优秀学术带头人等项目资金的支持。

文章链接:Zizhao Huang, Tao Jiang, Jie Wang, Xiang Ma* and He Tian. Real-Time Visual Monitoring of Kinetically Controlled Self-Assembly. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202011740.

发布时间:2020-10-29
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