螺吡喃分子光致变色机理的实验与理论研究

Photochromism is a kind of very important photochemical phenomenon. The photochromic materials have been applied in photoelectric device, photoswitch, information storage device, ultrahigh resolved imaging, etc.. In this proposal, we will combine the femtosecond time resolved spectroscopy and nonadiabatic direct dynamic theoretical calculation to study the photochromism reaction dynamic of spiropyran to merocyanine. By this work, we will reveal the mechanism of this reaction, the structure and dynamic factors which control the transformation efficiency and the influence of the substituting effect on the reaction process. After these studies, we will study the dynamics of the reverse reaction too. We will also try to improve the computational accuracy and efficiency of our theoretical calculation software to support the theoretical simulation of more complex systems.

光致变色是一种非常重要的光化学现象。光致变色材料被广泛的应用于光电器件、分子开关、信息存储、超分辨成像等诸多领域，具有巨大的的应用前景。本项目中，我们将把飞秒时间分辨光谱实验与非绝热直接动力学理论计算相结合，深入研究螺吡喃-部花菁光致变色反应的动力学过程，阐明其反应机理，揭示影响其转化效率的结构和动力学因素，以及取代效应对反应过程的影响。并在此基础上，开展逆反应过程的动力学研究。与此同时我们还将继续发展完善我们的理论计算软件，进一步提高其计算精度和效率。为下一步进行更复杂体系的理论模拟创造条件。

光致变色是一种非常重要的光化学现象。光致变色材料被广泛的应用于光电器件、分子开关、信息存储、超分辨成像等诸多领域，具有巨大的的应用前景。本项目中，我们对已有的直接动力学计算程序NAIMD-DICP程序包进行了进一步完善和调试。利用高精度的激发态量子化学计算和非绝热直接动力学理论计算相结合，深入研究了螺吡喃-部花菁光致变色反应的动力学过程，阐明了其反应机理，揭示了影响其转化效率的结构和动力学因素。并在此基础上，进一步开展了花菁和偶氮类分子开关材料的激发态动力学机理研究。共发表学术论文9篇，培养博士研究生1名。