双取代侧链液晶聚炔聚集态结构及聚集诱导荧光增强机理

解决有机发光分子聚集产生的发光猝灭问题是一项具有挑战性的重要课题。目前采用化学、物理或工程处理技术等来阻止聚集的形成，具有一定效果，但尚难从根本上解决。具有聚集诱导荧光或聚集诱导荧光增强效应的分子可能是解决上述问题的最好方法。双取代聚炔作为具有潜在应用价值的发光材料之一，具有较高的分子形状持久性和较强的光致发光性能，且有聚集诱导荧光增强效应，因此对其结构与性能相关的研究将显得极其重要。本项目拟在合成一系列具有不同液晶基元和不同尾链的双取代聚炔基础上，采用X-射线衍射、稳态和瞬态荧光光谱、核磁共振、分子动力学模拟等多种研究手段考察其分子形状、本体相结构、溶液聚集态结构及其溶液聚集体形成过程中分子构象的变化，并在此基础上揭示双取代侧链液晶聚炔聚集诱导荧光增强的产生机理。本项目将为具有不同功能的双取代聚炔的设计、分子工程及控制合成等内容提供理论指导。

在项目执行过程中，主要完成以下研究工作：研究了一系列双取代侧链液晶聚炔的相结构及本体发光行为。发现该类聚合物本体能够发送蓝光，主链形成条带状结构，侧链液晶基元通过较长间隔基在条带状主链两侧排列；研究了一系列侧链含苯并菲盘状液晶基元的侧链液晶聚炔的相行为。苯并菲盘状液晶基元通过较短间隔基连接到聚炔主链上后能够形成甲壳型柱状聚炔分子，柱状分子堆积可以形成六方柱状液晶相；研究了一系列含不同长度烷基尾链和不同长度间隔基的侧链液晶聚炔的相行为。当烷基尾链增长，片状分子形成的液晶相从高级有序近晶相变为普通近晶C相；当间隔基增长，液晶相结构从高级有序近晶相变为层内具有高级有序排列的近晶相；合成并研究了基于二苯炔的棒状液晶的聚集诱导发光行为及液晶相行为。二苯炔作为液晶基元可以形成发光液晶相；与香港科技大学唐本忠课题组合作，研究了一系列基于四苯基乙烯的液晶高分子的发光行为及液晶相行为。四苯基乙烯与联苯基团置于高分子主链可以形成发光性能良好的液晶高分子，随着间隔基的增加，形成有序性增加的液晶相结构；与香港科技大学唐本忠课题组合作，合成并研究了基于四苯基乙烯的含对称性和非对称性棒状液晶的发光液晶。对于对称性分子，四苯基乙烯可以堆积形成柱状结构，棒状液晶基元则堆积形成层状结构。在国际核心专业刊物发表研究论文6 篇，其中，2篇Macromolecules，1篇Polymer Chemistry，1篇J. Mater. Chem.，1篇Science China Chemistry，1篇Chinese Chemical Letters。发表国际、国内会议论文3 篇。培养硕士研究生7名，其中，已毕业硕士研究生1名。