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《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》:理化所等在金(I)卡賓雙鹽智能發(fā)光材料研究中取得進(jìn)展

來(lái)源:理化技術(shù)研究所      2020-03-12
導(dǎo)讀:動(dòng)態(tài)刺激響應(yīng)型材料在智能材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,其中激發(fā)波長(zhǎng)依賴(lài)的智能發(fā)光材料具有操作簡(jiǎn)便、非浸入式的特點(diǎn),引起了人們極大的興趣。近期,中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所光化學(xué)轉(zhuǎn)換與合成研究中心研究員陳勇團(tuán)隊(duì)及其合作者報(bào)道了一類(lèi)具有激發(fā)波長(zhǎng)依賴(lài)的圓偏振發(fā)光的金(I)卡賓雙鹽化合物。


  研究人員在前期研究(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6279-6283; Chem. Commun. 2018, 54, 12844-12847; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 2080-2984)的基礎(chǔ)上,通過(guò)在氮雜環(huán)卡賓配體上引入手性取代基團(tuán),改變金-金之間作用力和庫(kù)倫作用力,調(diào)控金(I)卡賓雙鹽的超分子組裝過(guò)程,打破了長(zhǎng)程有序的金-金相互作用,在晶態(tài)條件下獲得了熱力學(xué)穩(wěn)定的金(I)卡賓雙鹽離子對(duì)(RC-A和SC-A)。

  在聚合物(如PMMA)中,這些金(I)卡賓雙鹽聚集形成了一系列金-金距離不同的亞穩(wěn)態(tài)物種,進(jìn)而展現(xiàn)出激發(fā)波長(zhǎng)依賴(lài)的發(fā)光特性。當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)從300 nm增加到400 nm,最大發(fā)射峰從440 nm逐漸紅移到530 nm。由于手性取代基團(tuán)的存在,其發(fā)光具有明顯的圓偏振特性,對(duì)應(yīng)異構(gòu)體RC-A和SC-A分別展現(xiàn)出鏡像對(duì)稱(chēng)的左旋和右旋圓偏振發(fā)光,不對(duì)稱(chēng)因子值分別為1.60×10-3和-1.45×10-3。獨(dú)特的激發(fā)波長(zhǎng)依賴(lài)的圓偏振發(fā)光性質(zhì)使這些材料在3D顯示、量子加密、光通訊、光學(xué)防偽等方面具有潛在的應(yīng)用。

  該工作通過(guò)引入位阻基團(tuán)調(diào)控金-金相互作用的策略,實(shí)現(xiàn)了單組分金屬配合物的激發(fā)光響應(yīng)的圓偏振發(fā)光,有效地避免了材料的相分離難題,為設(shè)計(jì)新型刺激響應(yīng)材料和新概念器件應(yīng)用提供了新的思路。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期的《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)上。論文的第一作者為理化所博士生楊建功和深圳大學(xué)材料學(xué)院助理教授李凱(共同第一作者),通訊作者為陳勇。汕頭大學(xué)教授李明德在飛秒時(shí)間分辨吸收和發(fā)射光譜測(cè)試,吉林大學(xué)博士王建、新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)教授劉曉剛在理論計(jì)算方面給予了大力支持。相關(guān)研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委和中科院-香港大學(xué)新材料合成與檢測(cè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的資助。

  文章鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202000792

金(I)卡賓雙鹽的結(jié)構(gòu)(左)和不同波長(zhǎng)激發(fā)的發(fā)光(右)


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