光致變色材料在吸收特定波長(zhǎng)的光波後能發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化，變化後的化學(xué)結(jié)構(gòu)跟原本的結(jié)構(gòu)有著不同的吸收光譜，導(dǎo)致材料在吸光前後有著明顯的顏色改變，而這種變化通常是可逆的。二芳基乙烯 (Diarylethene) 作為其中一種光致變色材料，除了在吸光後能進(jìn)行光閉環(huán)反應(yīng)，導(dǎo)致顏色上的顯著改變外，更擁有出眾的熱不可逆性、抗疲勞性以及雙穩(wěn)態(tài)性能，使其在光數(shù)據(jù)儲(chǔ)存的應(yīng)用上有著巨大潛力，一直是熱門的研究對(duì)象。二芳基乙烯的光致變色性能雖然可以通過設(shè)計(jì)它的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)來調(diào)控，但大多都涉及複雜的合成步驟。最近，研究人員發(fā)現(xiàn)只要把二芳基乙烯改造成配體，并與過渡金屬結(jié)成配合物，就可以輕松改變材料的光致變色性能。這些過渡金屬配合物的合成步驟簡(jiǎn)單，而且能使用較長(zhǎng)波長(zhǎng)的可見光來激發(fā)變色，避免使用高能量的紫外光作為激發(fā)源，能有效減少光化學(xué)反應(yīng)過程中副產(chǎn)物的形成，提高材料的使用壽命。這些結(jié)果都為光致變色二芳基乙烯材料提供嶄新的設(shè)計(jì)藍(lán)圖，促進(jìn)了材料的發(fā)展。
與此同時(shí)，在不同的過渡金屬配合物之中，環(huán)金屬化鉑 (II) 配合物因其有趣的光物理性質(zhì)而被廣泛研究，它們的光物理性質(zhì)能輕易通過協(xié)調(diào)不同的配體來調(diào)控，導(dǎo)致不同的發(fā)光特性。香港大學(xué)的任詠華教授研究小組之前報(bào)告過將二芳基乙烯改良成一款主要雙齒配體 (N^C) ，并與另一款輔助雙齒配體 (O^O) 和鉑金屬結(jié)合成環(huán)金屬化鉑 (II) 配合物 [Pt(N^C)(O^O)]。他們發(fā)現(xiàn)這一系列的過渡金屬配合物的光致變色性能除了能透過更改N^C的化學(xué)結(jié)構(gòu)來調(diào)控之外，也能透過更改O^O的化學(xué)結(jié)構(gòu)來微調(diào)，增加了調(diào)控光致變色性能的手段，提高了材料的可調(diào)控性。由於N^C和O^O的合成是獨(dú)立的，修改O^O的化學(xué)結(jié)構(gòu)來調(diào)控 [Pt(N^C)(O^O)] 的光致變色性能毋需調(diào)整N^C的合成步驟，在合成上更加便利，提高了合成的效率。
為此，在原有的研究基礎(chǔ)上，任教授研究組設(shè)計(jì)并合成了新一系列的光致變色二芳基乙烯 [Pt(N^C)(O^O)] 合成環(huán)金屬化鉑 (II) 配合物，并分析它們的光物理和光致變色性質(zhì)。這些配合物能通過吸收紫光 (420 nm) 激化光致變色反應(yīng)，除了溶液的顏色展現(xiàn)從黃色到綠色的明顯改變外，配合物的紅色磷光亦會(huì)隨閉環(huán)反應(yīng)而淬滅，同時(shí)這些變化都是可逆的，并且在經(jīng)過6次光致變色周期後仍然能保持活性。更值得一提的是，新一系列的配合物比前一系列擁有更高的百分比轉(zhuǎn)化率 (% at PSS)，光致變色的效率更高，再次證明了透過改變O^O輔助配體化學(xué)結(jié)構(gòu)能有效調(diào)控含二芳基乙烯過渡金屬配合物的光致變色特性，為將來的光致變色材料的設(shè)計(jì)提供重要的指導(dǎo)方向。 論文信息 Dithienylethene-Containing Cyclometalated Platinum(II) Complexes with Tunable Photochromic and Photophysical Properties Tony Ho-Ching Fung, Dr. Maggie Ng, Dr. Nathan Man-Wai Wu, Prof.?Dr. Vivian Wing-Wah Yam European Journal of Inorganic Chemistry DOI: 10.1002/ejic.202200534
