隨櫻花而舞，奏響分子的交響樂(lè)——《自然·通訊》發(fā)表李振團(tuán)隊(duì)室溫磷光研究新成果
武大的櫻花聞名于世，游人如織，繁花似錦，蔚為壯觀。朵朵櫻花，獨(dú)自成景，眾多櫻花，匯成花海。材料化學(xué)的世界里，單個(gè)分子宛如櫻花，獨(dú)立且美麗，眾多分子的集合，可以體現(xiàn)有別于單個(gè)分子的特種性能。
近日，國(guó)際權(quán)威期刊 Nature Communications（《自然?通訊》）在線發(fā)表了武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院李振教授課題組在純有機(jī)室溫磷光方面的最新研究成果。論文題為The influence of the molecular packing on the room temperature phosphorescence of purely organic luminogens（《分子堆積對(duì)于純有機(jī)室溫磷光的影響》）。
磷光是一種緩慢發(fā)光的光致發(fā)光現(xiàn)象，當(dāng)激發(fā)光停止后，發(fā)光現(xiàn)象能持續(xù)存在。目前，大多數(shù)的室溫磷光體系都含有貴金屬，這將會(huì)導(dǎo)致一系列的問(wèn)題，例如高的成本和潛在的毒性等，而關(guān)于純有機(jī)室溫磷光分子的報(bào)導(dǎo)還很少，特別是那些具有超長(zhǎng)壽命的磷光化合物。而導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因是對(duì)純有機(jī)室溫磷光發(fā)光機(jī)理的了解還不夠深入，從而對(duì)這類分子的設(shè)計(jì)缺乏合理的理論指導(dǎo)。
在此次的研究中，李振課題組設(shè)計(jì)合成了一系列的吩噻嗪衍生物，并通過(guò)改變?nèi)〈姆N類來(lái)調(diào)節(jié)它們的室溫磷光性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)磷光壽命從88 ms到410 ms的顯著增長(zhǎng)。通過(guò)細(xì)致的晶體分析，并輔助以理論計(jì)算，他們發(fā)現(xiàn)增加取代基的吸電子能力能夠增強(qiáng)晶體中分子間的π-π堆積作用，從而穩(wěn)定激發(fā)三線態(tài)，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)室溫磷光的發(fā)射。更有意思的是，當(dāng)取代基為三氟甲基時(shí)，首次觀察到奇特的光誘導(dǎo)室溫磷光現(xiàn)象，這是以前從未被報(bào)導(dǎo)的。最后，利用化合物CS-F具有超長(zhǎng)磷光壽命的特性做了生物體內(nèi)成像的應(yīng)用。該研究不僅深入的研究了純有機(jī)室溫磷光的內(nèi)部機(jī)理，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)這類材料的實(shí)際應(yīng)用，極大地促進(jìn)了這一領(lǐng)域的發(fā)展。
依據(jù)研究結(jié)果，文章中首次提出，分子緣于聚集體現(xiàn)的非單個(gè)分子特性，會(huì)是一種常見現(xiàn)象，可以定義為“Molecular Uniting Set Identified Characteristic”， 簡(jiǎn)稱MUSIC，可形象表明分子與分子之間的凝聚態(tài)相互作用，好比一支支旋律交匯成一部交響樂(lè)。
第一署名單位為武漢大學(xué)，2015級(jí)博士生楊杰為第一作者，新加坡南洋理工大學(xué)浦侃裔副教授、北京工業(yè)大學(xué)李建榮教授和中科院北京化學(xué)所彭謙副研究員及其課題組成員參與了此項(xiàng)工作，分別在生物成像、晶體解析和理論計(jì)算方面開展了共同研究。
恰逢櫻花待放之時(shí)，珞珈新春奏起了分子的交響樂(lè)！
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-03236-6
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