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Angew：浙師大張玉建課題組在柔性晶體材料取得重要進展
來源：浙江師范大學 2023-01-11
導讀：近日，浙江師范大學化學與材料科學學院張玉建課題組在柔性晶體材料取得重要進展，相關研究成果以“Host-Guest Doping in Flexible Organic Crystals for Room-Temperature Phosphorescence”為題，發(fā)表在國際頂級綜合性化學期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。Angewandte Chemie 是當前國際化學領域最具影響力的綜合性刊物之一，期刊最新影響因子為16.8。
一般來說，有機晶體在外加應力作用下容易發(fā)生劈裂或斷裂，很難對其進行操作和加工，這大大限制了它們在實際中的應用。在外力作用下表現(xiàn)出彈性彎曲能力的晶體，稱之為柔性或者彈性晶體。最近，有機晶體在力、光、溫度等刺激下的彎曲、扭轉(zhuǎn)、自愈等力學行為的晶體也被制備出來。在這些特性中，應力作用下的可逆彎曲（彈性）是核心的研究內(nèi)容，因為彈性可以賦予晶體在柔性器件中應用的可能性，這也是下一代柔性智能材料和技術的發(fā)展趨勢。張玉建課題組提出利用主客體摻雜策略，賦予柔性晶體室溫磷光性質(zhì)。選擇自身具有柔性功能的三亞苯（TPhE）為主體，以低溫77K下能夠產(chǎn)生紅色磷光的芘（Py）為客體，三亞苯和芘均沒有室溫磷光性質(zhì)，通過混合溶劑揮發(fā)法得到具有室溫磷光性質(zhì)的可彎曲摻雜晶體（Py@TPhE）。在力學性質(zhì)方面，Py@TPhE和TPhE都能夠在外力作用下高度彎曲，在應力消除后能夠立即恢復到初始形狀；Py@TPhE晶體在室溫下能夠發(fā)出壽命為405.9 ms的深紅色磷光。Py@TPhE晶體的柔性性質(zhì)如下，TPhE分子采用人字形堆積排列，π-π相互作用使其形成一條分子鏈；相鄰的分子通過多個C?H???π鏈緊密相連。TPhE分子人字形排列以及相對較弱的分子間非共價相互作用，使緊密堆積的分子之間產(chǎn)生相對運動，從而分別導致外弧和內(nèi)弧的可逆膨脹和壓縮。微量Py覆蓋在TPhE晶體表面，對力學性能幾乎沒有影響，但是對光學性質(zhì)影響很大。Py@TPhE室溫磷光性質(zhì)可以給予以下解釋，Py粉末在250-470nm范圍內(nèi)產(chǎn)生了寬的吸收帶，該吸收帶能夠與TPhE粉末的熒光光譜有效重疊，并且Py@TPhE粉末磷光強度依賴于主體的激發(fā)波長，進一步說明了明亮的紅色磷光是由TPhE到Py的F?rster共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）產(chǎn)生的。張玉建特聘教授和浙江工業(yè)大學歐陽密教授為共同通訊作者，浙江師范大學為論文第一完成單位。該研究工作得到了國家自然科學基金和浙江省自然科學基金重點項目的資助。
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