董永強(qiáng)老師Nat. Commun. 文章介紹
機(jī)械力響應(yīng)性發(fā)光材料(mechanoresponsive luminescence, MRL)在傳感、顯示和存儲方面有潛在的應(yīng)用價值。然而，兼具高靈敏度，高對比度及良好的可逆行的MRL材料鮮有報道。傳統(tǒng)的MRL材料設(shè)計策略是利用材料中分子間相互作用，來控制分子激發(fā)態(tài)的光物理過程。這種設(shè)計策略得到的材料需在較大的應(yīng)力下才能發(fā)生聚集態(tài)或分子構(gòu)象轉(zhuǎn)變，大大降低了MRL材料的可逆性和可重復(fù)性。
為了實(shí)現(xiàn)更靈敏的熒光開關(guān)，需要新的設(shè)計策略來控制材料中相關(guān)光物理過程，來實(shí)現(xiàn)高靈敏度MRL材料。董永強(qiáng)研究組與哈爾濱工業(yè)大學(xué)何自開副教授、中科院化學(xué)所彭謙副研究員和香港科技大學(xué)唐本忠院士合作，通過將硝基苯基與具有扭曲構(gòu)象的聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子（AIEgen）結(jié)合，通過控制分子的系間竄越（ISC）開發(fā)高性能開關(guān)型MRL材料。將多個硝基苯基引入到具有扭曲構(gòu)象的AIE發(fā)光基元中，可有效的促進(jìn)ISC過程，所得材料的發(fā)光對比度高達(dá)103。理論計算表明，扭轉(zhuǎn)角和硝基苯基個數(shù)是控制ISC過程的兩個關(guān)鍵因素。外界機(jī)械力刺激和熱刺激可有效調(diào)節(jié)材料中分子的構(gòu)象，從而實(shí)現(xiàn)熒光的開與關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明了所設(shè)計的開關(guān)型MRL材料具有高對比度，高靈敏度，出色的可逆性和快速的響應(yīng)性。材料可通過簡易的方法制備成薄膜，然后可在薄膜上可實(shí)現(xiàn)微米級別的可擦寫光學(xué)信息記錄和觸覺感應(yīng)傳感等多種應(yīng)用。該工作提出的設(shè)計策略將有望被用來開發(fā)更多性能優(yōu)異的開關(guān)型MRL材料。
圖1. 設(shè)計新型開關(guān)型MRL材料的策略。Scale = 100 微米。
相關(guān)研究工作得到了國家自然科學(xué)基金的大力支持，工作中的理論計算由南京工業(yè)大學(xué)馬會利博士完成。這一成果近期發(fā)表在《Nature communication》上。
文章題目：Highly sensitive switching of solid-state luminescence by controlling intersystem crossing
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-05476-y
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