聚集體的微觀性質(zhì)是非常具有挑戰(zhàn)性的研究課題，比如膠束內(nèi)部的微粘度仍存在著諸多爭議?；诓煌臏y試方法，部分觀點(diǎn)認(rèn)為球形膠束內(nèi)部是液態(tài)，而另一部分觀點(diǎn)則認(rèn)為是固態(tài)。理論計(jì)算已經(jīng)證明球形膠束內(nèi)部的碳原子密度從核中心到殼層是逐級降低的，因此可以預(yù)期球形膠束內(nèi)部的微粘度也是從核中心的高粘度逐步降低到殼層附近的低粘度，然而目前還沒有實(shí)驗(yàn)對這種梯度變化進(jìn)行定量驗(yàn)證。因此，基于新的檢測機(jī)制，開發(fā)合適的工具用以探究膠束內(nèi)部與深度相關(guān)的粘度成為十分迫切的需求。在前期研究的基礎(chǔ)上，田禾院士團(tuán)隊(duì)通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，VIE分子的雙發(fā)射比率熒光變化具有非常寬的粘度響應(yīng)范圍（即1～300 Pa·s），這為研究膠束內(nèi)部寬范圍的粘度分布提供了有效的分子工具。利用這一特性，基于VIE母核分子DPAC設(shè)計(jì)了一系列具有振動誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)的表面活性劑衍生物（DPAC-Fn，n = 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15）。通過巧妙的分子設(shè)計(jì)，在DPAC分子核上引入不同長度的烷基鏈及端點(diǎn)的正離子將探針分子固定在膠束內(nèi)部的不同位置上。由于膠束內(nèi)部不同區(qū)域的環(huán)境粘度不同，導(dǎo)致探針分子振動誘導(dǎo)發(fā)光過程受到影響，體現(xiàn)在雙發(fā)射比例的變化上，從而實(shí)現(xiàn)對膠束內(nèi)部不同區(qū)域微粘度變化的監(jiān)測。研究結(jié)果表明，當(dāng)探針分子靠近膠束核心時雙發(fā)射以藍(lán)光主導(dǎo)，而靠近表面時則以紅光發(fā)射主導(dǎo)，證明了膠束內(nèi)部從內(nèi)到外由致密變稀疏的結(jié)構(gòu)特性。另外，通過外標(biāo)的方法，利用礦物油作為參比體系對該過程進(jìn)行了初步的定量分析。這是首次實(shí)現(xiàn)了熒光傳感法定量分析膠束內(nèi)部的微粘度，對膠束內(nèi)部微環(huán)境研究有著深遠(yuǎn)的意義。論文第一作者為華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院陳炫穎博士后，通訊作者為張志云教授。該工作得到了田禾院士、曲大輝教授和蘇建華教授的悉心指導(dǎo)和大力支持。在計(jì)算化學(xué)方面得到了山東大學(xué)苑士登博士的支持。華東理工大學(xué)化工學(xué)院劉紀(jì)昌教授課題組在粘度標(biāo)樣上給予了幫助。該研究成果得到了國家自然科學(xué)基金、材料生物學(xué)與動態(tài)化學(xué)教育部前沿科學(xué)中心、上海市科技重大專項(xiàng)、上海科學(xué)技術(shù)委員會、費(fèi)林加諾貝爾獎科學(xué)家聯(lián)合研究中心等資金支持。振動誘導(dǎo)發(fā)光（Vibration Induced Emission, VIE）是一種有機(jī)共軛分子發(fā)光的新機(jī)制，由蘇建華教授和田禾院士團(tuán)隊(duì)在研究二氫二苯并吩嗪（DPAC）類分子獨(dú)特的發(fā)光現(xiàn)象時提出（J. Am. Chem. Soc., 2015,137, 8509; Chem. Commun., 2015, 51, 4462）。近年來，該團(tuán)隊(duì)圍繞DPAC類衍生物獨(dú)特的基態(tài)/激發(fā)態(tài)分子形變和構(gòu)象依賴光物理性質(zhì)，開展了一系列構(gòu)效關(guān)系研究及材料性能應(yīng)用（J.Am. Chem. Soc., 2022, 144, 4883; J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 22, 10042;Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202116414; Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62,e202305572等），為功能化振動誘導(dǎo)發(fā)光材料的構(gòu)筑和應(yīng)用拓展提供了理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。原文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c11482
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