生化学院张玉建教授课题组在Angewandte Chemie上发表力刺激响应变色新成果
日期: 2022-08-12 编辑: 供稿单位: 生化学院

近日,浙师大生化学院张玉建教授课题组与吉林大学王凯教授课题组合作在静水压力刺激变色方面取得新进展,相关成果以Piezochromic Tetracoordinate Boron Complex: Blue-Shifted and Enhanced Luminescence为题目,发表在国际顶级综合性化学期刊Angewandte Chemie International EditionAngewandte Chemie是当前国际化学领域最具影响力的综合性刊物之一,期刊最新影响因子为16.8硕士研究生邹俊健(与浙江工业大学联合培养)和吉林大学房媛媛博士为论文的共同第一编辑,浙江师范大学为论文第一完成单位。



压力是独立于温度、化学组分的第三个物理学参量,可以非常有效地使原子间距离缩短、相邻电子的轨道重叠增加,进而改变物质的晶体结构、电子结构和分子间的相互作用,使之达到高压平衡态,形成全新的物质聚集状态。用金刚石对顶砧、有机发光材料施加高压,可以使发光颜色逐渐红移,甚至跨越到近红外光区,展现了奇妙的力致刺激响应现象。对于有机π-共轭分子材料,在聚集态下分子间π-π作用通常会导致荧光红移和猝灭。特别是在高压条件下,由于分子间π-π/偶极-偶极作用增强(π-π距离减小),荧光淬灭和颜色红移是一种普遍的光学现象。

 


本课题组发现在B-O配位驱动下,4-二苯胺基苯甲醛(DPO)和Lewis acid(氟苯基)硼烷(B(C6F5)3)在惰性溶剂中,自发地配位成给受体分子DPOB。有趣的是,不论是DPOBY-phase亦或O-phase晶体在高压下均表现出罕见的力致蓝移且发光增强的现象。结合其他的高压原位测试技术和计算,荧光增强和发射蓝移现象可以说明为:由于DPOB分子具有高度扭曲的构象,分子堆积较为松散,为苯基单元的高频和低振幅运动提供了足够的空间。当压力较小时,由于分子间距离减小,分子运动受到明显的限制,抑制非辐射跃迁衰减导致晶体的荧光强度增加。从单晶结构可以看出,硼的2pZ轨道(沿O-B)与全氟化π体系中的p轨道有一定的重叠。在压缩过程中,苯的构象可能因为分子间的挤压而发生改变,减弱了上述的O-B键结合强度p-π重叠程度。硼原子对氧原子孤对电子的亲电性减弱,从而弱化了ICT行为,PL光谱发生蓝移。总之,大家认为是由于在加压过程中分子内运动的受限(RIMs,抑制非辐射跃迁)分子内电荷转移ICT)的减弱协同效应导致了DPOB晶体具有上述的力致发光蓝移和增强性质


编辑:赵菡婧

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