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汤钧教授-杨英威教授团队《Advanced Materials》:聚合物主体材料调控的高效聚集诱导发光
发表于: 2019-08-09 12:14  点击:

聚集诱导发光(Aggregation-induced emission, AIE)于2001年被香港科技大学唐本忠院士团队首次发现并报道,并在我国科学家的引领下逐渐成为热点研究领域;而AIE材料的纳米聚集体亦被《自然》杂志社列为支撑“纳米光革命”的四大纳米材料之一。与很多传统有机发光材料在高浓度溶液中或固态下由于分子聚集导致荧光淬灭不同,AIE材料在稀溶液中几乎不发光,而在聚集态的发光非常强,因而在离子检测、爆炸物检测、生物成像、光动力治疗、光捕获等领域展现出重要的应用前景。如何构筑低浓度和固态条件下光学性能优异的新型荧光发射体系引起了越来越多科研工作者的广泛关注,并逐渐成为AIE领域的研究热点。我院杨英威教授课题组近年来一直从事有机超分子化学研究,并发展了基于主客体化学的超分子组装诱导荧光和荧光增强体系这一重要的研究方向(Research 2019, 2019, 1454562; J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 4756; Adv. Opt. Mater. 2018, 6, 1800668; Macromol. Rapid Commun. 2018, 39, 1800593; Chem. Commun. 2015, 51, 5526; Chem. Commun. 2014, 50, 8231)。

“活性”/可控自由基聚合为精准合成结构明确、分子量以及分子量分布可控的功能聚合物提供了有效的手段。在前期工作中,我院汤钧教授团队在通过精准合成实现结构和性能可控的聚合物材料制备方向取得了系列进展:分别实现了以有机金属骨架材料固载生物模拟酶催化原子转移自由基聚合(ATRP)(ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 26948),有机-无机杂化纳米花催化体系的可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)(Macromolecules 2018, 51, 716),以及利用点击化学结合酶促聚合调控聚合物结构实现基因药物的高效递送(ACS Macro Lett. 2017, 6, 523。这些工作丰富了绿色聚合化学方法并为基于结构性能调控的聚合物材料的设计与合成提供了可靠技术方法。

  近期,杨英威教授与汤钧教授团队在柱芳烃共聚物主体和自组装材料的设计合成及聚集诱导发光功能调控的研究上取得了重要进展。该合作团队利用“活性”/可控自由基聚合的方法以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酰胺以及修饰了柱[5]芳烃大环的甲基丙烯酸甲酯类单体为原料精确合成了一系列侧链含有柱[5]芳烃的共聚物,并首次用于调控四苯基乙烯衍生物的光学性能。他们详细探讨了柱芳烃密度、主客体作用、溶剂种类、温度以及竞争客体分子等对超分子组装诱导荧光增强体系的影响,并且成功构筑溶液相(ΦF = 98.22%)和固相(ΦF = 68.68%)的高量子产率超分子聚合物体系。另一方面,他们在把受体分子二苯乙烯基蒽衍生物与四苯基乙烯通过主客体作用共组装于聚合物主体材料后,成功构筑了具有光捕获性能的超分子聚合物纳米粒子,实现了冷色调到暖色调荧光发射的调控。在该类超分子聚合物体系中,共价键与非共价键的巧妙结合可赋予材料出色的光学性能以及多重刺激响应性,进一步拓展了基于超分子聚合物的超分子组装诱导荧光增强体系的研究思路,为光能的开发利用以及新型荧光材料的设计提供了新的设计方向。

 

全文链接:

Wang, X.-H.; Song, N.; Hou, W.; Wang, C.-Y.; Wang, Y.; Tang, J.;* Yang, Y.-W.* Efficient Aggregation-Induced Emission Manipulated by Polymer Host Materials. Adv. Mater. 2019, DOI: 10.1002/adma.201903962.

https://doi.org/10.1002/adma.201903962




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