熒光材料由于在生物傳感，發(fā)光器件以及智能響應(yīng)性材料等方面具有非常廣泛的應(yīng)用而引起了人們廣泛的研究興趣。然而，傳統(tǒng)的熒光團在凝聚狀態(tài)時經(jīng)常會發(fā)生聚集誘導(dǎo)熒光淬滅。中所周知，唐本忠院士發(fā)現(xiàn)的聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)克服了熒光分子的這些問題。其中四苯乙烯分子是該領(lǐng)域中的明星分子。它具有非常顯著的AIE性質(zhì)。值得注意的是，四苯乙烯分子是高度扭曲的，構(gòu)象不同，發(fā)光性質(zhì)也會發(fā)生改變。但是，在絕大部分報道中，人們只知道某一個特定構(gòu)象的發(fā)光性質(zhì)，對于其發(fā)光性質(zhì)如何隨構(gòu)象變化連續(xù)發(fā)生改變，人們還不得而知。通過配位驅(qū)動的自組裝構(gòu)筑的超分子配位復(fù)合物是近些年來新發(fā)展出的一個領(lǐng)域。通過金屬離子和配體之間的組裝，可以方便的構(gòu)筑獨立的金屬籠。通過調(diào)節(jié)配體和金屬的類型和形狀等，可以調(diào)控合成不同尺寸和幾何形狀的籠。通過將四苯乙烯整合到不同幾何形狀的配位金屬籠中，可以為探索四苯乙烯的AIE性質(zhì)提供很好的平臺。
為此，上海交通大學(xué)顏徐州教授和美國猶他大學(xué)Peter J. Stang團隊設(shè)計合成了三種不同尺寸的基于四苯乙烯的鼓形配位分子籠，發(fā)現(xiàn)在不同尺寸的分子籠中，四苯乙烯配體上的張力不同，其發(fā)光性質(zhì)也明顯不同，并且其發(fā)光波長隨著張力的降低而變長。該結(jié)果以題為“Drum-like Metallacages with Size-Dependent Fluorescence: Exploring the Photophysics of Tetraphenylethylene under Locked Conformations”發(fā)表在《J. Am. Chem. Soc.》上。
通過精準的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使用四苯乙烯四吡啶作為核心配體，通過調(diào)節(jié)與金屬Pt相連的芳基配體的長度，可以構(gòu)筑不同尺寸，不同張力的金屬配位分子籠。研究發(fā)現(xiàn)，使用聯(lián)三苯配體構(gòu)筑的分子籠具有較大的尺寸，單晶結(jié)構(gòu)顯示其空腔尺寸為2.7 nm，其中四苯乙烯片段所受張力較小，這種分子籠發(fā)射507 nm波長的光。使用聯(lián)苯作為配體構(gòu)筑的分子籠具有中等尺寸，單晶結(jié)構(gòu)顯示其空腔大小為2.5 nm，四苯乙烯片段發(fā)射491 nm波長的光。使用苯環(huán)作為配體的分子籠具有較小的尺寸，單晶結(jié)構(gòu)顯示其空腔大小為2.3 nm，此時四苯乙烯片段發(fā)射466 nm波長的光。該工作為研究AIE發(fā)光團的發(fā)光性質(zhì)提供了一個新的方法。
