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刺激响应光学功能材料因其在传感、防伪、驱动器、柔性电子等领域具有广泛的应用前景而备受关注。其中,光源不仅具有无线驱动和快速响应优势,而且能够远程调节波长、强度、照射位置等参数。在此背景下,光诱导动态响应分子晶体成为新型能量转换材料的优秀候选者。如果能够将动态光响应和静态光致变色双重可视化应用到智能材料中将更具有意义。然而,由于光响应动态相变现象罕见,以及单一晶体中多种光响应特性的分离性,为实现这类能够同时控制动态相变和静态光致变色的分子晶体带来了挑战。 近年来,有机共晶作为一类分子固体材料在实现先进功能材料的新特性方面,取得了飞速进展,特别是智能材料领域也有显著的发展。在前期研究的基础上,河南工业大学李树珍博士和曹晓雨教授通过自组装策略,构建了以反式二苯乙烯作为电子供体单元,和 3,4,5,6-四氟邻苯二甲腈作为电子受体的电荷转移型共晶,实现其在紫外光照射下从光致固液相变到光致变色的光化学反应过程。此外,在表面活性剂介导下,反式二苯乙烯和3,4,5,6-四氟邻苯二甲腈微晶表现出明显的激发波长依赖发射荧光。
实验证明,光诱导固液相变是由于反式二苯乙烯在紫外光照射下发生光异构化,使相邻分子间的分子间作用力减弱,导致反/顺混合物的熔点降低。同时,在固态光化学过程中熔融液滴的积累使晶体发生动态机械响应。随后的可逆光致变色行为归因于光诱导电子转移过程中自由基的产生。通过进一步延长紫外照射时间,荧光发射波长表现出明显的红移,在绿色荧光猝灭后出现黄色荧光的变化过程,具有较高颜色分辨率。而基于相同二苯乙烯组装单元的其他共晶,却没有表现出光响应特性,证明了晶体结构和主客体协同作用的重要性。 在该工作中,作者通过自组装共晶方法设计并得到在空间维度上具有光诱导动态相变和在时间分辨上具有光致变色特性的分子晶体,为开发新型智能光响应晶态材料提供有效策略。 论文信息 Manipulating Dynamic Light-Driven Solid-Liquid Transition and Static Reversible Photochromism by an Organic Cocrystal Strategy Shuzhen Li, Xueyong Huang, Menghao Xing, Dongpu Zhao, Sitong Li, Prof. Xiaoyu Cao Angewandte Chemie International Edition

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