聚集誘導(dǎo)熒光超分子籠領(lǐng)域研究獲新進(jìn)展
近日，廣州大學(xué)大灣區(qū)環(huán)境研究院王平山教授，謝廷正教授聯(lián)合美國Akron大學(xué)Newkome教授，在聚集誘導(dǎo)熒光（AIE）超分子籠領(lǐng)域研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究發(fā)表于英國皇家化學(xué)會旗艦期刊Chemical Science。王平山教授、謝廷正教授、Newkome教授為該論文通訊作者，張哲副教授及2021級博士研究生白棲霞為第一作者，廣州大學(xué)為論文第一通訊單位。
相對于成熟的無機(jī)發(fā)光材料，有機(jī)發(fā)光材料的應(yīng)用研究尚處在攻關(guān)階段，但是其分子結(jié)構(gòu)設(shè)計修飾的靈活性和材料功能的可調(diào)諧及預(yù)計性逐步被業(yè)界認(rèn)可，已成為材料學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)和電子學(xué)等領(lǐng)域共同關(guān)注的研究熱點，具有潛在的巨大商機(jī)。尤其自從AIE現(xiàn)象被報道以來，基于各種熒光基團(tuán)比如六苯基硅、四苯乙烯和9,10-二苯基蒽等的有機(jī)發(fā)光材料被陸續(xù)探索出來，并廣泛用于光電子學(xué)、生物傳感器、細(xì)胞成像等其他領(lǐng)域。
隨著AIE效應(yīng)的強力發(fā)展，化學(xué)家們也嘗試將這類系統(tǒng)引入超分子領(lǐng)域。然而，AIE現(xiàn)象的產(chǎn)生目前僅限于在配體或超分子中引入具有AIE效應(yīng)的基團(tuán)，此外，具有AIE特性的熒光有機(jī)配體與金屬離子配位后往往會引起熒光淬滅。因此，通過傳統(tǒng)有機(jī)配體進(jìn)行設(shè)計和制造具有AIE特性的熒光可調(diào)控的超分子籠仍然是一個挑戰(zhàn)。
該工作報道了一個使用聚集導(dǎo)致熒光淬滅（ACQ）的有機(jī)配體通過協(xié)同空間位點阻力效應(yīng)獲得顯著AIE效應(yīng)的超分子籠，該分子籠為立方八面體形狀，具有一個直徑約為6納米的巨大空腔。其中配體（L1, L2）表現(xiàn)出傳統(tǒng)的ACQ特征，而超分子籠（S1）在與Zn2+配位后觀察到了明顯的AIE現(xiàn)象。
有意思的是，在高分辨透射電子顯微鏡下，可以觀察到這兩種立方八面體超分子籠通過陰離子的膠聯(lián)作用分級自組裝成具有單超分子寬度的微米級長度的納米帶。同時，該類超分子可用于結(jié)合鋅卟啉客體。因此，該類超分子籠在單分子催化、高靈敏度熒光傳感器等領(lǐng)域顯示出潛在的應(yīng)用前景。
在本項研究工作中，作者提出了制造熒光金屬配位超分子籠的新策略，為新的AIE分子的設(shè)計和合成提供了新的見解，探索了超分子籠在傳感、主客體化學(xué)和可調(diào)控發(fā)光材料方面有潛在的應(yīng)用，這對金屬有機(jī)超分子發(fā)光材料的設(shè)計與制備有著重要意義。
該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省“珠江人才計劃”、廣東省自然科學(xué)基金等項目的支持。
相關(guān)論文信息：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/sc/d2sc00082b
