近期,浙江大学唐本忠院士团队联合张兴宏教授团队探究了杂原子对非共轭脂肪族聚酯发光性能的影响,提出了一种基于杂原子(O、N、S)的电子桥策略,通过调节聚酯的空间共轭,实现了聚酯从蓝色到近红外区域(440~800 nm)的可调发射(图1)。为设计并合成新一代弱作用基有机发光材料提供了新的策略。此研究成果以Heteroatom-facilitated blue to near-infrared emission of nonconjugated polyesters为题于近期在线发表于Mater. Horiz.(DOI: 10.1039/D3MH01732J)。本文的第一作者为浙江大学刘雄(博士研究生)和储波(博士研究生),浙江大学张浩可研究员、孙景志教授、张兴宏教授及唐本忠院士为本文通讯作者。
图1.杂原子桥效应促进聚酯的蓝光到近红外的发射
1800年,威廉·赫歇尔(William Herschel)发现太阳光谱中红光之外的一种不可见、具有热效应的延伸光谱,即近红外光(NIR)。近红外光由于其独特的性质,在军事夜视、导弹导航以及生物诊疗等领域发现了多种应用。除了自然红外光之外,研究者们也在不懈探索人造红外光。传统的近红外荧光分子是基于价键共轭(Through-bond conjugation, TBC,IUPAC关于共轭的定义为在典型的单双键交替的结构中,被σ键相连的两个p轨道之间的作用,如电子的重叠和离域)的稠环芳烃平面结构。然而,近年来涌现出了许多基于空间共轭(Through-space conjugation, TSC,两个非共价键相连的p轨道之间电子的重叠和离域,为了区分,将传统的单双键交替结构中的共轭称为价键共轭,而将这种非共价键相连的电子重叠和离域称为空间共轭,这一概念在1970左右被提出,也有人称之为Through-space interaction)的非价键共轭发光材料。这类材料具有较好的生物相容性,尤其是非共轭的荧光聚合物可大批量生产和加工,是一类很有前景的发光材料。
图2. (a) P1-P4的合成路线及(b)固态光物理性质
图3. P1-P4溶液态光物理性质
图4. P1-P4在不同浓度下(从 10-5 到 10-1 M)的光物理性质
图5. P1-P4 的理论计算分析
图6. 模型分子M1-M4 的理论计算分析
原文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/mh/d3mh01732j
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