常州大學(xué)肖唐鑫教授研究小組和南京大學(xué)王樂勇教授聯(lián)合開發(fā)了一種四苯乙烯基四羧酸鹽衍生物。該化合物能夠在水中自組裝形成單層納米片，展示出穩(wěn)定的藍(lán)色熒光發(fā)射。特別值得關(guān)注的是該分子展現(xiàn)出多功能特性：對(duì)Al3+離子表現(xiàn)出熒光比色響應(yīng)，對(duì)Fe3+離子則產(chǎn)生熒光淬滅效應(yīng)，以及具有機(jī)械刺激響應(yīng)性和自擦除書寫功能（圖1）。
圖1. TPEC的結(jié)構(gòu)和自組裝示意圖及其多功能應(yīng)用示例 超分子自組裝的復(fù)雜性不僅賦予分子豐富的光物理性質(zhì)，還為多功能應(yīng)用開辟了廣闊的前景。超分子自組裝與聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）之間的協(xié)同效應(yīng)已成為材料工程領(lǐng)域的前沿課題。自組裝過程能夠?qū)o序的聚集發(fā)光轉(zhuǎn)化為有序的聚集發(fā)光，進(jìn)而引發(fā)組裝誘導(dǎo)發(fā)光現(xiàn)象。通過發(fā)揮AIE發(fā)光團(tuán)的獨(dú)特性質(zhì)并精確調(diào)控分子間的超分子相互作用，研究人員能夠設(shè)計(jì)出光學(xué)性質(zhì)和功能性能可調(diào)的材料。因此，超分子自組裝為構(gòu)建復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)提供了靈活的途徑，而AIE則為在組裝態(tài)下增強(qiáng)熒光提供了有效機(jī)制。這種協(xié)同作用不僅使得材料性質(zhì)的精細(xì)調(diào)控成為可能，也為開發(fā)具有創(chuàng)新功能的先進(jìn)材料鋪平了道路?；谏鲜隹紤]，南京大學(xué)王樂勇教授課題組和常州大學(xué)肖唐鑫課題組聯(lián)合報(bào)道了一種多功能有機(jī)分子TPEC，該化合物能夠在水相中自組裝形成單層納米片，展示出穩(wěn)定的藍(lán)色熒光發(fā)射（圖2）。 圖2. TPEC的AIE行為測(cè)試及其自組裝結(jié)構(gòu)的表征 TPEC展現(xiàn)出多功能特性。首先，基于羧酸根的金屬配位能力，研究了TPEC的金屬離子識(shí)別能力（圖3）。研究表明，TPEC水溶液對(duì)Al3+離子表現(xiàn)出熒光比色響應(yīng)，熒光顏色由藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)榍嗌?；而?duì)Fe3+離子則產(chǎn)生了明顯的熒光淬滅效應(yīng)。此外，TPEC的紫外-可見吸收光譜在Al3+和Fe3+存在下也發(fā)生了顯著的變化，進(jìn)一步表明它們與TPEC之間存在協(xié)同作用。為了實(shí)現(xiàn)更加便捷和高效的金屬離子檢測(cè)，作者制備了浸漬TPEC的試紙，能夠快速且精準(zhǔn)地檢測(cè)Al3+離子和Fe3+離子。最后，TPEC成功應(yīng)用于實(shí)際水樣的金屬離子檢測(cè)。 圖3. TPEC對(duì)的Al3+離子和Fe3+離子的識(shí)別 此外，在固態(tài)下，TPEC表現(xiàn)出機(jī)械變色特性（圖4）。通過外力研磨，TPEC粉末的熒光發(fā)射顏色由藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)榍嗌?，并且在一定時(shí)間內(nèi)能夠自我恢復(fù)至藍(lán)色。該過程可循環(huán)進(jìn)行超過10次，且TPEC可在涂覆其的紙張上實(shí)現(xiàn)自擦寫書寫。本研究不僅展示了TPEC在多種應(yīng)用中的多功能性和高效性，還提出了一種針對(duì)特定光學(xué)需求設(shè)計(jì)與合成多功能材料的新策略。這些發(fā)現(xiàn)凸顯了精準(zhǔn)的分子與超分子工程在提升有機(jī)分子光物理性能方面的重要優(yōu)勢(shì)。 圖4. TPEC的機(jī)械變色和自擦除書寫示意圖
論文信息 Tetraphenylethylene-Derived Tetracarboxylate Featuring AIE Properties for Dual Ion Sensing and Mechanochromic Self-Erasable Writing Qiaona Zhang, Xiaoman Dang, Fengyao Cui, Zhiying Wu, Zheng-Yi Li, Xiao-Qiang Sun, Tangxin Xiao, Leyong Wang Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202403203
