北京师范大学化学学院
     
 
闫东鹏老师Advanced Science文章介绍

发布时间: 2018-10-08  浏览次数:

力致变色延迟荧光特性的二维金属有机纳米片:从激基复合物到激基缔合物

 

近年来,智能响应发光材料引起了研究人员广泛关注,其在信息安全,数据记录以及存储设备等领域具有重要的应用价值。力致变色发光材料是在外力作用下(例如剪切、研磨、刮擦等),其发光波长位置、发光强度、发光寿命等光物理性质发生改变。该过程可通过在外力作用条件下,分子间弱作用力(氢键、C-H…ππ-π)发生改变导致,该变化通常可以利用溶剂熏蒸或热处理进行恢复。因此,合理平衡分子间不同作用力成为了设计力致变色发光材料的关键。目前为止,绝大多数智能发光体系都是基于传统的荧光或磷光机理构筑的,对于涉及单重态与三重态能量转换的力致变色延迟荧光(Mechanochromic Delayed Fluorescence, MCDF)材料报道较少。

近期,化学学院闫东鹏教授研究组在前期磷光材料三线态调控的研究工作基础上(如Nat. Commun., 2018, 9, 2798Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 7853Chem. Sci. 2017, 8, 590Chem. Sci. 2016, 7, 4519),进一步从微观结构和宏观形貌两方面进行设计,成功制备出具有力致延迟荧光变色性能的二维层状微/纳尺寸金属有机杂化材料(MCDF-1)。在微观结构方面,选择9-蒽甲酸(9-HAC)和苯并咪唑(BIM)作为配体,构筑多种分子间弱作用力,同时也实现了延迟荧光发光性能;从宏观形貌方面,构建微/纳尺寸二维层状金属有机杂化材料,这种设计主要是借助于二维层状材料单层之间的作用力较弱,分子层在外力的作用下会出现滑移和形变等现象,这有利于改变发色团之间的作用力以及排列方式,从而实现力致变色的性能。该材料在摩擦过程中,其发光中心可以从9-AC/BIM激基复合物转变成9-AC/9-AC激基缔合物,从而实现延迟荧光由蓝色到绿色的力致变色现象。此种颜色的变化可以通过CH3CN溶剂熏蒸作用进行恢复,同时也实现了MCDF-1与其溶剂化物构型的转变。此外,通过力致作用前后该材料的温度依赖发光光谱可以推断,力致响应过程中存在单重激发态和三重激发态能量的重新分布。因此,该工作提出了一种基于激基复合物与激基缔合物相互转变构筑二维层状微/纳尺寸力致延迟荧光响应材料的新思路。

该项工作得到973计划、国家自然科学基金和北京市自然科学基金等课题资助。研究成果发表在Wiley出版社旗下综合性刊物Advanced Science20181801187(首个IF=12.4)。北京师范大学杨永晟博士为论文第一作者。

文章题目:Reversible Mechanochromic Delayed Fluorescence in 2D Metal-organic Micro/nanosheets: Switching Singlet-Triplet States through Transformation between Exciplex and Excimer

文章链接:https://doi.org/10.1002/advs.201801187

 

 


 
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