近红外波段吸收/发光聚合物的合成、结构与性能

近红外（NIR）波段光学活性聚合物在光纤通讯、生物医用及国防和安全等领域有着广阔的潜在应用。本项目以探索具有显著NIR吸收和发光性质的高分子的制备、功能化以及基于这些新材料的新原理器件为目的，通过合理的结构设计，合成新型窄带隙生色团及电致变色生色团，实现NIR波段（800-2000 nm）下的显著、可调光学吸收及光（电）致发光性质；建立结构与NIR活性之间关系，掌握分子设计的关键；选择适当的聚合方法并优化反应条件，制备新型窄带隙聚合物，获得具有显著NIR吸收和发光性质的先进聚合物材料；将手性引入到NIR活性聚合物的结构中，制备具有显著NIR波段旋光性的新型光子学聚合物，实现电驱动的高效手性光开关性质；制备电控光学衰减器，通过材料改性，实现器件的全固体化并提高响应速度；制备NIR电致发光器件，协同载流子传输及发光性质，提高发光效率；制备新原理手性光开关器件，探讨其在光学调控领域的应用。

近红外波段（780-2500 nm）是光子学研究的重要波谱范围，是信息、能源、生物医药、国家安全等领域的重要应用窗口。我们针对近红外吸收/发光聚合物潜在光子学应用中存在的问题，开展了比较系统、深入的研究，取得了如下主要成果：..1.通过对蒽醌酰亚胺和给-受体型化合物结构的系统改变、引入高迁移率基团及构筑盘状结构等方法，获得了多种具有近红外活性的材料，实现了近红外波段的电化学可控显著光学吸收，建立了结构与带隙之间的关系，掌握了该类分子能级调控的关键。..2.合成了集电荷传输和近红外电致变色性能于一体的聚合物，简化了电致可变光学衰减器的结构，实现了器件的全固态化及高响应速度；将螺旋结构引入到近红外光学活性聚合物的主链中，实现了近红外波长下的高效旋光开关。..3.提出将具有聚集诱导发光增强效应的基团引入到窄带隙有机分子中，利用聚集诱导发光增强效应改进了深红光和近红外发光材料聚集态下的荧光淬灭效应。搭建了光伏探测测试系统，用有机半导体材料制备了近红外探测器件，显示了良好的探测性能。..4.深入研究了蒽醌酰亚胺类分子压致变色性质的影响因素，提出压致变色的一种新机理；合成了含并氮杂环戊二烯的两种小分子化合物和两种聚合物，它们不仅具有良好的酸致变色效应，而且可以简单地通过改变温度实现可见光区和近红外区吸收和发射波长的改变，填补了国内外近红外热致变色材料的空白。.. 项目执行期间发表23篇SCI收录论文，获授权专利3项；在国际、国内学术会议做邀请报告6次，其中1次为大会报告；培养博士生7名，现有6名在读。