芳基马来酸酐:一类具有多重刺激响应和光致变色的非同寻常的发光材料

发布者:曹阳发布时间:2017-11-09浏览次数:59

我院林正欢研究员和凌启淡教授近期在有机固态荧光调控领域取得新的进展,他们的研究成果“芳基马来酸酐:一类具有多重刺激响应和光致变色的非同寻常的发光材料”(Diarylmaleic anhydrides: unusual organic luminescence, multi-stimuli response and photochromism)在材料科学国际期刊Journal of Materials Chemistry C IF=5.3)上发表(J. Mater. Chem. C, 2017, 5, 2135--2141)。

传统的有机荧光材料由于浓度淬灭效应,只能在溶液状态中发出荧光,但在聚集状态下不发光或发出很弱的荧光,这种聚集诱导荧光淬灭(ACQ)效应极大地限制了发光材料在光电器件等领域中的应用。近年来出现的聚集诱导发光(AIE)材料,虽然克服了ACQ效应带来的问题,但它们在溶液中往往发光很弱,这样不利于这类材料的发光机制和溶液性质的研究。因此,设计合成出在溶液和固态中都具有强荧光发射(DSE)的材料对于荧光材料的基础理论研究和实际应用具有非常重要的意义。然而,目前具有DSE 性质的材料还很有限,特别是全彩的DSE未见报道。该论文通过改变马来酸酐34号位上的取代芳基种类,得到一系列不同性质的发光材料,如蓝光的AIE材料(BPMA)、红光的ACQ材料(BIMA)和绿光的DSE材料(BTMA)。其中BTMA在溶液和固体中的发光量子产率分别达到59%85%。通过理论计算与实验数据相结合,找到了这类荧光材料的发光机理,在此基础上进一步对BPMABIMA进行结构修饰,得到蓝光、黄光和红光的DSE材料(BPMA-MBPMA-OBIMA-M),首次实现了全彩的DSE发光。研究还发现这类材料具有多重刺激响应性质和光致变色性质,利用这些性质,成功地将它们应用在可擦写数据存储和分子逻辑门运算中。

之前,该团队还利用同质多晶、激发态分子内氢键和推拉电子效应来调控固态荧光性质,相关工作发表在Dyes Pigm., 2016, 133, 345-353J. Mater. Chem. C, 2015, 3, 10242-10248J. Mater. Chem. C, 2015, 3, 7267-7271CrystEngComm, 2014, 16, 11018-11026等国际学术期刊上。