力致变色树状分子及聚合物的设计、合成与性能

合成不同代数、不同结构的聚肽树状分子，用特定的色团对其核心和端基进行修饰，研究其组装体结构和发光性质以及在外力作用下的变化，筛选具有力致变色性质的分子。探讨分子结构、分子自组装结构与力致变色性能的关系，揭示分子设计规律。合成氨基酸类和液晶聚合物，采用化学接枝方法或利用非共价键力，在聚合物端基、侧链引入筛选色团或聚肽树状分子，制备聚合物及树枝化聚合物。探索在外力作用下，聚合物组装相态转变，不同液晶态转变与发光性质的关系，研究其力致变色性能和影响因素。在聚合物中掺入筛选色团或聚肽树状分子，制备力致变色聚合物。研究各种因素，如聚合物结构、分子量、色团结构、掺杂量、色团聚集性质等因素对其性质的影响，发现并总结规律。以上述研究为基础，初步研究所得目标产物在机械感应、压力传感等方面的应用。预计新的力致变色体系的开发将进一步丰富荧光材料与树枝状化学，为制备新型的外力响性材料提供理论基础和新方法、新技术。

力响应性荧光变色材料在诸多领域，例如机械感应、压力感应、荧光探测、保险纸张、生物体中力的检测等方面具有潜在的应用前景，相关研究得到了广泛的关注。本课题以力响应材料为研究目标，合成了一系列具有力响应性质的有机分子，合成了共价连接力响应基团的聚合物，研究了相关分子和聚合物的力响应行为。探讨了分子结构与力诱导荧光变色的关系，发现并总结了所合成化合物及聚合物在外力作用下，荧光颜色转变的规律。.首次发现并报道了基于芘色团激基缔合物转变机理的力响应荧光变色化合物1。研究发现，研磨可使其固体样品的蓝色荧光(420 nm)转变为绿色(470 nm)，经溶剂处理绿色荧光可恢复为蓝色。基于第一性原理计算和光物理性质测定表明，其荧光颜色改变的机理是基于芘色团基激缔合物E1和E2间的相互转变。.以苯丙氨酸（Phe）和甘氨酸（Gly）为构筑单元并经芘色团修饰，合成了结构更为简单的化合物2。研究发现，在外力作用下，其有序的晶态结构转化为无定形态，蓝色荧光变为绿色。且样品的荧光强度表现出自衰减和“turn on”性质。该论文被ACS noteworth chemistry报道。 .首次报道了力响应的共组装体的多色荧光转变性质。以Phe和天冬氨酸（Asp）为构筑单元，经罗丹明B修饰，合成了化合物3。将化合物2与化合物3共组装，制备得到了具有蓝、绿和红三种颜色变化的力诱导荧光变色聚集体。.首次报道了单个有机分子6、有机晶体化合物12的多色荧光转变性质。在外力作用下，这些分子显示出由蓝到绿再到红色的连续的三色转换。所报道分子6的论文被选为Frontispiece文章，并被审稿人高度评价。 .研究并报道了以聚合物为介质，在超声作用下的逆向Diels-Alder反应。.合成了新型的力响应基团—罗丹明衍生物RF-OH，将其共价交联于基于聚氨酯的聚合物薄膜，发现并研究了该薄膜的力和光响应性质。