化学与环境学院本科生在化学领域顶级期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》发表重要研究成果 [更新时间:2018-03-30 10:47:14]

化学与环境学院本科生在化学领域顶级期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》发表重要研究成果:首次在纯有机材料中实现力致超长室温磷光发射

近日,我校化学与环境学院大学生创新创业训练计划小组成员2015级本科生黎建桉和周京弘同学以共同第一作者的身份,在国际化学领域顶级学术期刊Angew. Chem. Int. Ed.》(SCI IF=11.99)上发表题为“Transient and Persistent RoomTemperature Mechanoluminescence from a WhiteLight Emitting AIEgen with Tricolor Emission Switching Triggered by Light”的学术论文。我校“青年拔尖”引进人才、化学与环境学院副研究员许炳佳博士为论文通讯作者,化学与环境学院石光教授为共同通讯作者,本科生陈欣、任丁阳、潘慧为共同作者,华南师范大学为第一单位。据悉,该论文审稿人对相关工作给予了“Very Important (top 5%)”的评价;论文在线发表2天便收到另一国际知名学术期刊副主编来信邀稿撰写概念文章及相关研究进展论文;同时,该研究成果还被Angew. Chem. Int. Ed.的高级副主编推荐到国际知名学术网站平台ChemistryViews.org上作为研究亮点(Research Highlight)报道。

力致发光(Mechanoluminescence, ML)是指材料在外力(如压缩、拉伸、弯曲、切割、研磨、振动、刮擦等)作用下直接产生光发射的现象,其有别于常见的光致发光及电致发光。而有着夜明珠之称的长余辉发光是指当撤去激发源后材料的发光仍在持续的现象,它通常都是由超长室温磷光发射形成。在过去,纯有机材料的长余辉发光都是由光或者电触发产生的,这在很大程度上限制了它的应用范围。

 

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1. 纯有机聚集诱导白光材料ImBr的力致超长室温磷光发射及光致三色发光转换

 

最近,许炳佳副研究员及石光教授课题组以N-4-三氟甲基苯基邻苯二甲酰亚胺为主体,通过引入卤素取代基溴,合成了一例具有“聚集诱导发光及光致瞬时荧光-室温磷光双发射性质的纯有机白光化合物ImBr。该化合物的晶体粉末在外力作用下能发射出很强的蓝光而当外力消失后仍能观察到黄色的超长室温磷光,表现出力致长余辉发光(Persistent Room-Temperature Mechanoluminescence)的特性。该研究结果不仅改变了纯有机材料的长余辉发光只能由光或电触发的现状,更使有机力致发光的研究向前迈出了重要的一步,为有机长余辉材料及有机力致发光材料的应用创造了更广阔的空间。与此同时,在紫外灯照射下,材料的发光颜色能从蓝色转变为白色;撤去紫外灯后,材料的发光颜色则从白色转变为黄色。换言之,通过简单地开-关紫外灯,材料的发光颜色能在蓝色、白色和黄色之间可逆转换,这在安全防伪、信息存储等领域均具有重要的潜在应用。单晶结构分析和量子化学理论计算的数据表明,化合物ImBr力致长余辉发光的产生机理与分子中溴原子较强的自旋轨道耦合作用、非中心对称晶体结构中H-聚集体的形成及分子内运动受限等因素有关。此外,作者还通过对比研究提出了该类材料的分子设计策略,为后续研究提供了理论基础。

 

2. 化合物的力致超长室温磷光发射及其可能的形成机理

 

许炳佳副研究员是201610月引进到我校化学与环境学院工作的首批“青年拔尖”人才,到校工作一年多以来已先后入选广东省青年珠江学者和广州市珠江科技新星等人才计划。自2008年以来许博士一直从事有机/高分子光电功能材料尤其是具有力刺激响应特性的聚集诱导发光材料方面的研究,迄今为止已发表SCI论文40余篇。其中,以第一作者和通讯作者身份在Angew. Chem. Int. Ed.Chem. Sci.Chem. Commun.等化学领域的SCI一区TOP期刊上发表论文10余篇,包括被ChemistryViews.org作为研究亮点报道的论文2篇,ESI高被引论文2篇,Chem. Sci.期刊季度下载量前10名论文1篇;第一作者及通讯作者论文被SCI论文他引500余篇次。目前主持有国家自然科学基金、广东高校重大科研专项、广州市科技计划等多个项目。

该研究工作得到了国家自然科学基金、广州市科技计划、广东高校重大科研专项特色创新项目、广东省自然科学基金以及华南师范大学“青年拔尖”引进人才启动经费的资助,同时还得到了化学与环境学院刘聪副教授、胡小刚教授、龙玉华副教授的支持和帮助。

相关论文链接:

Jian-An Li, Jinghong Zhou, Zhu Mao, Zongliang Xie, Zhan Yang, Bingjia Xu,* Cong Liu, Xin Chen, Dingyang Ren, Hui Pan, Guang Shi,* Yi Zhang, and Zhenguo Chi. Transient and Persistent Room-Temperature Mechanoluminescence from a White-Light Emitting AIEgen with Tricolor Emission Switching Triggered by Light. Angew. Chem. Int. Ed., 2018, DOI: 10.1002/anie.201800762, http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201800762/full

 

 

 

 

 


 

 

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