白光發(fā)射材料因其在顯示和照明設(shè)備以及探針領(lǐng)域的潛在應(yīng)用,一直是發(fā)光材料領(lǐng)域的研究熱點之一。相比于無機材料,純有機白光發(fā)射材料擁有諸多優(yōu)點,例如良好的調(diào)節(jié)性、豐富的色彩、多樣化的分子設(shè)計、較低的成本及毒性等,因此備受青睞。近日,《化學(xué)科學(xué)》以“White-Light Emission from a Single Organic Compound with Unique Self-folded Conformation and Multistimuli Responsiveness”為題,在線報道了華東理工大學(xué)馬驤教授科研團(tuán)隊在有機白光發(fā)射材料領(lǐng)域的研究工作(Chem. Sci. 2018, DOI: 10.1039/C8SC01915K,原文鏈接: http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/sc/c8sc01915k#!divAbstract)。
迄今為止,大多數(shù)有機白光發(fā)射材料的制備主要通過混合發(fā)光色彩不同的多種化學(xué)組分來實現(xiàn)。相比于多組分體系構(gòu)建方法,以單分子形式實現(xiàn)白光發(fā)射在穩(wěn)定性、可重復(fù)性以及制備方法等方面更具優(yōu)勢。由此,該研究工作設(shè)計合成了一系列對稱的具有給體-受體-給體型結(jié)構(gòu)的雙官能團(tuán)有機分子,以單分子形式在水相中實現(xiàn)了白光發(fā)射。在疏水效應(yīng)、芳環(huán)堆積以及給體-受體作用的協(xié)同作用下,分子自發(fā)地進(jìn)行舒展態(tài)到折疊態(tài)的構(gòu)象轉(zhuǎn)換,有效地促進(jìn)了分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移過程,進(jìn)而誘導(dǎo)產(chǎn)生雙發(fā)射熒光現(xiàn)象。通過多種調(diào)控方式(溫度、溶劑極性和主體包結(jié)比例)能夠?qū)崿F(xiàn)分子的多色熒光發(fā)射。此外,該分子的白光發(fā)射性質(zhì)也適用于水凝膠體系,有望應(yīng)用于智能材料領(lǐng)域。
論文共同第一作者分別為博士生李登峰和胡文德,曹宵鳴博士為論文的理論模擬提供了支持,馬驤教授為通訊作者,并得到了田禾院士的悉心指導(dǎo)。近期,國家優(yōu)秀青年基金獲得者馬驤教授團(tuán)隊在基于超分子方法構(gòu)建有機發(fā)光材料領(lǐng)域取得了一系列重要進(jìn)展:基于環(huán)糊精主客體作用構(gòu)建具有多色(含白光)熒光發(fā)射的超分子體系(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 13541);純有機非晶態(tài)小分子高效室溫磷光發(fā)射材料(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 1916);具有濕度響應(yīng)的有機無機雜化熒光-室溫磷光雙發(fā)射功能膜材料(Ind. Eng. Chem. Res., 2018, 57, 2866);利用超分子策略調(diào)控振動誘導(dǎo)發(fā)光特性的吩嗪類分子的多色(含白光)發(fā)光(Adv. Opt. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adom. 201800074)等。
該研究成果由田禾院士領(lǐng)銜的國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)科學(xué)中心項目,以及基金委創(chuàng)新研究群體項目和優(yōu)秀青年基金項目共同資助完成。