隨著有機發(fā)光二極管和有機熒光傳感器等光電子器件的迅速發(fā)展，對具有多色發(fā)光特性的有機固態(tài)材料的需求日益增長。然而，通過化學修飾發(fā)色團的方法通常耗時耗力，難以實現高效調控。而依賴外在刺激調節(jié)發(fā)色團的多色發(fā)光，又因固相中發(fā)色團的剛性結構和致密堆積受到限制。因此，如何通過固相分子運動實現動態(tài)可調的有機固態(tài)多色發(fā)光仍然是一項重要挑戰(zhàn)。
近日，南京大學揭克誠研究員發(fā)現了一種具有正向和逆向的氣致熒光變色現象的類海綿大環(huán)晶體。當脂肪胺滲透進入大環(huán)晶體內部時，會在原位形成主客體復合物晶體，導致正向氣致熒光變色，其最大熒光發(fā)射紅移可達80 nm，熒光強度可增強29 倍。機理研究表明，質子轉移，以及由固相分子內和分子間運動引起的大環(huán)構象和堆積變化，共同驅動了這一紅移現象。此外，這些主客體復合物晶體的熒光性質可以通過競爭性胺客體置換實現可逆轉換，進一步證明了材料的動態(tài)特性。 更值得關注的是，當主客體復合物晶體暴露于a-甲基芐胺時，材料發(fā)生逆向氣致熒光變色，晶體結構恢復至無溶劑相并回歸初始熒光狀態(tài)。時間相關的脫附實驗表明，a-甲基芐胺分子并未進入晶體內部取代客體胺，而是僅作用于晶體表面。其通過與大環(huán)表面之間的超分子相互作用“擠壓”晶體，導致表層大環(huán)分子空腔關閉，并通過界面相互作用誘導固態(tài)分子內和分子間運動，進一步釋放晶體內部的客體分子。 最終，該材料被成功集成到五層信息加密系統(tǒng)中，展現出在數據安全與信息存儲等領域的潛在應用價值。這項研究不僅為多色可調的有機固態(tài)發(fā)光材料的開發(fā)開辟了新思路，也首次報道了通過蒸汽“擠壓”觸發(fā)的逆向氣致熒光變色現象，為具有動態(tài)可逆光學特性的固態(tài)智能材料的設計提供了新的可能性。 論文信息 Forward- and Retro-Vapofluorochromism of Sponge-Like Macrocycle Crystals Jingwei Huang, Haohui Feng, Linnan Zhang, Prof.?Dr. Kecheng Jie Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202500022
