有机分子的微观分子运动对其光物理性质有着显著影响。通过限制有机分子在聚集状态下的分子运动,可以赋予有机共轭分子聚集诱导发光(AIE)特性,实现分子在聚集状态下的高效发光。然而,AIE分子通常只在特定堆积状态下表现出高效发光特性。通过控制分子运动来实现分子在单分子状态和不同堆积模式下的高效发光是一个具有挑战性的研究课题。在本研究工作中,通过在有机发光分子中引入适当长度的侧链烷基和芳香性转子三苯胺来协同调节发光分子的运动,从而实现对其分子运动行为的调控。研究结果表明,侧链的引入不仅显著提高了分子中的旋转能垒,还对分子的堆积方式产生了重要影响。此外,侧链工程还诱导了分子的多晶形特性并显著提升了材料的力致荧光变色特性。合成的有机发光分子FIMPA-C6在溶液态、多晶态和非晶态下均表现出了明亮的发光特性。在不同聚集态下,FIMPA-C6的发光颜色从黄色到深红色具有广泛的可调性。FIMPA-C6分子还具有良好的生物相容性,在细胞成像实验中表现出了优异的染色和成像效果。这项研究不仅为有机发光材料的设计和性能调控提供了新思路,也为未来开发兼具多功能与高性能的发光材料奠定了基础。
该研究结果近期以“Enhancing Emission Efficiencies Through Side-Chain Engineering of Luminogens to Control Molecular Motion”为题发表在材料科学类期刊Advanced Optical Materials上。论文的第一作者为材化学院大四毕业生张楚晨(上海师范大学读研,毕业论文已获校优秀毕业论文和省优秀毕业论文推荐),通讯作者为孙华博士和香港城市大学的张其春教授。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202302952