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Angew：浙師大張玉建課題組在柔性晶體材料取得重要進(jìn)展
來源：浙江師范大學(xué) 2023-01-11
導(dǎo)讀：近日，浙江師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院張玉建課題組在柔性晶體材料取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Host-Guest Doping in Flexible Organic Crystals for Room-Temperature Phosphorescence”為題，發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)綜合性化學(xué)期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。Angewandte Chemie 是當(dāng)前國(guó)際化學(xué)領(lǐng)域最具影響力的綜合性刊物之一，期刊最新影響因子為16.8。
一般來說，有機(jī)晶體在外加應(yīng)力作用下容易發(fā)生劈裂或斷裂，很難對(duì)其進(jìn)行操作和加工，這大大限制了它們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用。在外力作用下表現(xiàn)出彈性彎曲能力的晶體，稱之為柔性或者彈性晶體。最近，有機(jī)晶體在力、光、溫度等刺激下的彎曲、扭轉(zhuǎn)、自愈等力學(xué)行為的晶體也被制備出來。在這些特性中，應(yīng)力作用下的可逆彎曲（彈性）是核心的研究?jī)?nèi)容，因?yàn)閺椥钥梢再x予晶體在柔性器件中應(yīng)用的可能性，這也是下一代柔性智能材料和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
張玉建課題組提出利用主客體摻雜策略，賦予柔性晶體室溫磷光性質(zhì)。選擇自身具有柔性功能的三亞苯（TPhE）為主體，以低溫77K下能夠產(chǎn)生紅色磷光的芘（Py）為客體，三亞苯和芘均沒有室溫磷光性質(zhì)，通過混合溶劑揮發(fā)法得到具有室溫磷光性質(zhì)的可彎曲摻雜晶體（Py@TPhE）。在力學(xué)性質(zhì)方面，Py@TPhE和TPhE都能夠在外力作用下高度彎曲，在應(yīng)力消除后能夠立即恢復(fù)到初始形狀；Py@TPhE晶體在室溫下能夠發(fā)出壽命為405.9 ms的深紅色磷光。Py@TPhE晶體的柔性性質(zhì)如下，TPhE分子采用人字形堆積排列，π-π相互作用使其形成一條分子鏈；相鄰的分子通過多個(gè)C?H???π鏈緊密相連。TPhE分子人字形排列以及相對(duì)較弱的分子間非共價(jià)相互作用，使緊密堆積的分子之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而分別導(dǎo)致外弧和內(nèi)弧的可逆膨脹和壓縮。微量Py覆蓋在TPhE晶體表面，對(duì)力學(xué)性能幾乎沒有影響，但是對(duì)光學(xué)性質(zhì)影響很大。Py@TPhE室溫磷光性質(zhì)可以給予以下解釋，Py粉末在250-470nm范圍內(nèi)產(chǎn)生了寬的吸收帶，該吸收帶能夠與TPhE粉末的熒光光譜有效重疊，并且Py@TPhE粉末磷光強(qiáng)度依賴于主體的激發(fā)波長(zhǎng)，進(jìn)一步說明了明亮的紅色磷光是由TPhE到Py的F?rster共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）產(chǎn)生的。張玉建特聘教授和浙江工業(yè)大學(xué)歐陽密教授為共同通訊作者，浙江師范大學(xué)為論文第一完成單位。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目的資助。
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