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华东理工曲大辉教授课题组 Angew：在动态发光材料领域研究新进展

高分子科技 · 公众号 · 化学 · 2024-12-18 13:02

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近日，华东理工大学化学与分子工程学院费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心曲大辉教授课题组在非平衡态超分子配位组装体的构建与可视化荧光监测方面取得了重要进展，相关研究成果以“Evolution of Supramolecular Coordination Assemblies VisuallyMonitored by Time-Dependent Multicolor Fluorescence”为题发表于《德国应用化学》。

金属-有机配位化合物在生命体中扮演着执行多种功能的关键角色，化学家们受此启发合成了种类繁多、应用广泛的配位化合物。然而，现有配位组装体主要通过热力学控制，这限制了其在动态环境下的应用能力。具有非平衡特性的生物体系通过热力学与动力学的协同调控，构建了动态调节的结构，从而使其对于动态环境具备出色的适应性、自主性和智能性。模仿这一过程的研究为开发智能超分子系统和类生命材料提供了新途径。因此，开发基于非平衡体系的配位超分子系统，并通过时间尺度动态多色荧光进行可视化监测，是一个充满挑战和前景的研究方向。

在本研究中，科研团队通过锌离子与芘衍生物配体的配位作用，构建了处于动力学捕获状态的亚稳态纤维组装体。随着时间的推移，这些组装体自主转化为处于热力学稳态的纳米片，并伴随着独特的荧光变化。利用组装演化控制的动态荧光发射，科研人员能够实时监测系统的光物理特性变化，从而跟踪动力学和热力学的变化过程。该系统的动力学变化可通过调整溶剂组成来精细调控，减少溶剂中的水含量或使用重水作为溶剂均能显著减缓动力学进程，在某些情况下甚至能完全停止该过程。这种构建动态配合物的策略还被证明普遍适用于一系列金属离子，例如钙、镁、铝离子。此外，基于可控的动态组装和多色发光特性，研究团队成功构建了瞬态信息加密荧光材料，这种材料能够在特定时间揭示正确信息，有效增强了信息的安全性与保密性。

该研究工作得到了国家自然科学基金、材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、上海市科技重大专项、上海科学技术委员会、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心、博士后科学基金等项目资金支持。

文章链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202420707

来源：华东理工大学

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