發(fā)光材料被廣泛應(yīng)用于光電器件、化學(xué)傳感及生物成像等前沿領(lǐng)域。傳統(tǒng)的發(fā)光材料通常在聚集后發(fā)生發(fā)光淬滅（ACQ）的現(xiàn)象。相反，聚集誘導(dǎo)發(fā)射（AIE）材料則表現(xiàn)為聚集后產(chǎn)生明亮發(fā)射，然而其在分散狀態(tài)下發(fā)光較弱。上述看似矛盾的發(fā)光現(xiàn)象促使科學(xué)家們開發(fā)在分散狀態(tài)及聚集狀態(tài)都具有明亮發(fā)射的新型發(fā)光材料。超小發(fā)光金納米團(tuán)簇（d < 3 nm）具有從可見光到近紅外二區(qū)（500-1700 nm）可調(diào)的發(fā)射及原子級(jí)精確的Au(0)核/Au(I)-配體殼結(jié)構(gòu)，其中表面配體不僅保護(hù)Au(0)核以決定其固有的光致發(fā)光性能，而且可以通過(guò)非共價(jià)相互作用影響其物理化學(xué)性質(zhì)，因此金納米團(tuán)簇是一類可同時(shí)調(diào)控其分散及聚集狀態(tài)發(fā)光現(xiàn)象的理想材料。
近日，華南理工大學(xué)劉錦斌教授課題組聯(lián)合中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)周蒙教授課題組使用Au25(pMBA)18（pMBA = 4-巰基苯甲酸）作為原子級(jí)精確的發(fā)光納米材料模型，通過(guò)在分子水平上精確地控制簇內(nèi)及簇間非共價(jià)相互作用，實(shí)現(xiàn)了金納米團(tuán)簇在分散及聚集狀態(tài)下可控的近紅外二區(qū)發(fā)射，顯示出與傳統(tǒng)ACQ或AIE發(fā)光材料不同的獨(dú)特行為。上述發(fā)現(xiàn)不僅有助于深入理解金納米團(tuán)簇的發(fā)光機(jī)理，也可促進(jìn)金納米團(tuán)簇在水溶液中（包括分散態(tài)及聚集態(tài)）、固體及有機(jī)相中的應(yīng)用研究。
該工作發(fā)現(xiàn)Au25(pMBA)18的發(fā)光強(qiáng)度隨pH的降低而呈現(xiàn)出先增強(qiáng)后降低的特殊響應(yīng)規(guī)律，并進(jìn)一步揭示了上述現(xiàn)象的產(chǎn)生原因?yàn)榇貎?nèi)及簇間相互作用之間對(duì)Au25(pMBA)18發(fā)光影響的顯著差異，即簇內(nèi)相互作用使得Au25(pMBA)18激發(fā)態(tài)壽命延長(zhǎng)，并抑制其非輻射躍遷，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)光增強(qiáng)；而簇間相互作用則使得Au25(pMBA)18激發(fā)態(tài)壽命顯著縮短（縮短約1330倍），并促進(jìn)其非輻射躍遷，使其發(fā)光淬滅。 基于上述規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，該工作分別構(gòu)建了通過(guò)外源性物質(zhì)的引入以降低簇間相互作用，以及雙配體表面設(shè)計(jì)策略以增強(qiáng)簇內(nèi)相互作用的新方法，對(duì)Au25(pMBA)18在分散態(tài)及聚集態(tài)的發(fā)光性能進(jìn)行可控調(diào)控，分別實(shí)現(xiàn)了在分散態(tài)發(fā)光4.7倍及聚集態(tài)發(fā)光43倍的增強(qiáng)。 最后上述兩種調(diào)控策略也可以有效提高金納米團(tuán)簇在固體狀態(tài)與有機(jī)相中的發(fā)光性能，其中固態(tài)狀態(tài)的發(fā)光可實(shí)現(xiàn)高達(dá)588倍的增強(qiáng)。 論文信息 Noncovalent Interaction Guided Precise PhotoluminescenceRegulation of Gold Nanoclusters in Both Isolate Species andAggregate States Xiaoxi Luo,+ Jie Kong,+ Hang Xiao, Dongmiao Sang, Kui He, Meng Zhou, and Jinbin Liu* Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202404129
