大环及多足体稀土配合物新型复合功能材料的设计组装及性能研究

本项目在已有成果基础上，依据大环及多足体对稀土离子的选择性规律，设计合成新型大环及多足体及其稀土发光配合物，并利用二氧化硅/有机聚合物杂化基质提供的多孔网状结构，通过调节基质中两组分比例控制网络大小和配合物的分散尺度，组装出具有良好稳定性及机械加工性能的高效发光复合材料。系统研究复合材料的组装方法、热稳定性及光物理性质。探讨配体和配合物结构、材料组成及组装条件、基质组成以及主客体相互作用对其光物理性质的影响。通过对配体的修饰、形成杂多核和三元配合物及杂化基质的组成调节，实现基于配体和配合物结构、基质组成、主客体相互作用及外界条件对复合材料发光性能的调控作用。探索此类复合材料作为新型发光材料、光转换器件和荧光化学传感器的应用可能性。总结有关规律，为新型稀土配合物复合功能材料的设计应用提供有用信息和理论依据。预期可发表高质量学术论文18-20篇，有关成果申请专利，培养博、硕士研究生6-8名。

2011至2013年度，在国家自然科学基金的大力资助下，围绕基金课题“大环及多足体稀土配合物新型复合功能材料的设计组装及性能研究”，进行了相关发光稀土配合物——从基础到应用的研究工作。为了实现稀土配合物的高效发光、以配合物的荧光信号为表达的荧光化学传感器以及稀土配合物的生物医学和器件化应用，针对稀土配合物发光性能调控、从功能分子向功能材料拓展、多功能化和器件化等关键科学问题，重点开展了如下三个方面的研究工作：①稀土配合物的构效关系和传感行为研究：从能量传递效应和配体官能团效应等角度系统探讨稀土配合物的发光性能调控，并以稀土配合物的荧光信号为表达实现对客体小分子的识别作用；②基于稀土配合物的纳米尺度荧光探针的生物医学应用研究：利用杂化材料组装策略，使稀土配合物从功能分子向多功能纳米尺度荧光探针拓展，从主客体相互作用、稳定性增强、激发波长调制和多功能化等角度探讨其生物医学应用；③稀土配合物多色发光薄膜器件的构筑及能量传递研究：利用稀土配合物与有机基质之间的相容性，组装发光稀土薄膜器件，通过能量传递实现发光颜色可调，并进行薄膜传感行为研究。迄今为止，在基金资助下，在Chem. Commun., J. Mater. Chem., Chem. Eur. J., Inorg. Chem., J. Phys. Chem. C, Cyrst. Growth Des., Dalton Trans., Mater. Chem. Phys.和《中国科学: 化学》等SCI收录刊物已发表论文24篇，其中SCI一区刊物论文1篇，二区刊物论文9篇。申请国家发明专利（可见光激发的荧光磁粉及制备方法，申请号：201210479784.1）1项，已进入实质审查阶段。学术交流方面，共参加国际及国内学术会议11次，做邀请报告9次。研究生培养方面，共毕业博士研究生4人，硕士研究生4人。