线型9,10-二苯乙烯基蒽类共轭分子聚集态结构调控及光学性质研究

通过简便微调共轭有机分子的化学组成和结构就能有效调控其聚集态结构和光学性质极富科学和实际意义，但这样的分子体系或研究工作鲜见报道。本申请项目基于我们近期实验"偶然"发现的9,10-双（二烷基氨基苯乙烯基）蒽晶态聚集行为（H-或J-聚集）和荧光性质（光色、效率、受激变色和放大自发射效应等）对端烷基链长（甚至一个亚甲基变化）具有强烈依赖性的启示，通过不同端基种类、端烷链数目和链长的简便设计合成及CN和NH的引入，进一步系统调节该类分子的化学组成结构和分子间弱相互作用，深入系统研究和建立线型9,10-二苯乙烯基蒽类共轭分子的化学结构-晶态聚集行为-荧光性质之间的关系，这不仅拓展了蒽基共轭分子的种类、光学性质和应用范围，发展了新的具有聚集诱导/结晶强化单/双光子荧光发射和受激变色及放大自发射效应等光学性质的共轭分子体系，而且为实现功能导向晶态有机材料的结构设计和可控制备提供了新材料体系和新思路。

设计合成新型化学和电子结构的共轭有机分子，是材料化学工作者的永恒研究课题，而进一步优化分子的组成和结构，是拓展和提升有机光电材料功能的最基础和最重要的手段。本项目以“有机光电材料功能的拓展与提升“为科学目标，围绕“具有刺激响应性智能共轭有机荧光材料”研究主线，在9,10-二（烷基芳基乙烯）蒽同系物和异构体的设计、合成及压致荧光变色性等刺激荧光响应性质等方面开展了一系列颇具特色的研究工作，已发表SCI论文19篇，被他引180余次。唐本忠院士在ACS: Noteworthy Chemistry上对我们的工作进行亮点推介。中国科学:化学邀约我们撰写发表了专栏评述文章，J. Mater. Chem. C发展部特邀就相关专题撰写综述论文。.PFC现象的研究能丰富和促进人们对光物理现象的深入认识和理解，PFC材料在光学记录、密写纸、力学传感、记忆芯片等现代高新技术领域展现诱人的应用前景。然而，PFC现象和材料仍处于研究开发初始阶段，其分子水平的设计策略和现象本质还未被揭示，材料的种类有限且大都属于孤立事件。因此，新型PFC材料的开发和相关知识的积累具有重要意义，而系统的可对比的分子结构设计及其光学性质研究，将促进结构与性能关系的揭示和扩大材料应用的选择范围。.本项目首次设计合成多个系列9,10-二（烷基芳基乙烯）蒽，系统研究了它们固态荧光和刺激响应性质：.（1）发现它们的荧光性质表现显著的链长依赖性，烷基链可以扮演显著调控材料光学性质的“功能基团”作用，是功能导向晶态共轭有机材料设计合成及其可控制备的一种手段，引导人们在进行共轭有机荧光分子设计合成及其结构与性能关系研究中，积极关注烷基链的因素。.（2）发现9,10-二（烷基芳基乙烯）蒽经碾切所致的无定形态冷结晶温度，可以通过多烷基取代基的链长变化进行有效调节，获得了室温及室温以下能够自发热回复的压致荧光变色材料，为进一步的结构与性质关系研究和各种潜在应用提供了新颖的材料体系。.（3）发现端芳基种类和键接位置能够重要影响或改变固态材料荧光性质对烷基链长的依赖性，压致荧光变色行为在结构与性质关系上具有多样性和复杂性，通过端芳基与烷基链长的恰当匹配，能够赋予9,10-二（烷基芳基乙烯）蒽独特和可调控的固态光学性质。