研究背景
二芳基乙烯光分子开关 (DAE) 是最常用的光分子开关之一，它的开环异构体和闭环异构体在紫外光和可见光的交替照射下可以可逆地反复相互转化。DAE 具有高显色/无色对比度和热稳定性高等优异特性，是用于传感、生物成像和光存储的理想分子材料。
然而，大多数 DAE 需要紫外光来驱动光致闭环反应，它的高能量和低穿透性限制了 DAE 进一步在智能器件等领域的应用。此外，紫外光可能导致光异构化过程中副产物的生成，从而限制了分子开关的光稳定性。因此，开发全可见光激活的 DAE 是非常有必要的。
研究内容
近日，天津大学侯丽丽教授带领研究团队将羧基官能团的二芳基乙烯分子开关与 CdS 量子点结合，成功实现了全可见光驱动的光分子开关系统。
该工作开发了一种由 CdS 量子点和羧基 DAE 组成的高效全可见光激活光开关系统。在溶液中，DAE 分子可通过其羧酸官能团锚定到 CdS 量子点表面，从而形成一种光开关复合体系。CdS 量子点吸收可见光后，通过能量传递到锚定的 DAE 分子，实现可见光驱动的闭环反应。
Figure. CdS 量子点和二芳基乙烯光分子开关示意图以及光写入/擦除固体材料。
值得指出的是，该体系的设计可以实现一个 CdS 量子点有效激活至少 18 个 DAE 分子。CdS 量子点的高效、快速能量传递，使得全可见光激活光开关系统可以在氧气存在的大气环境中工作。此外，将 CdS 量子点和 DAE 混合溶液沉积在纸上时，使用 405 nm 和 515 nm 波长的光作为外部刺激，可以写入和擦除不同的图案。
该成果以“An efficient All-Visible Light-Activated Photoswitches Based on Diarylethenes and CdS Quantum Dots”(《一种基于 CdS 量子点的高效全可见光激活的二芳基乙烯光分子开关》)为题，发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上。
论文信息
An efficient All-Visible Light-Activated Photoswitches Based on Diarylethenes and CdS Quantum Dots Kezhou Chen, Jiayi Liu, Joakim Andréasson, Bo Albinsson*, Tiegen Liu* and Lili Hou* Chem. Sci., 2024, 15, 20365-20370
https://doi.org/10.1039/D4SC06110A
作者简介
本文通讯作者，瑞典查尔姆斯理工大学教授，博士生导师，瑞典皇家科学院院士。Albinsson 课题组的研究重点是光诱导过程，太阳能研究相关的能量和电子转移反应机理、以及基于 DNA 纳米技术的新型功能化纳米结构。在过去 10 年中，该课题组通过先进的激光时间分辨光谱技术与传统的光学光谱学和理论方法相结合，研究分别基于三重态-三重湮灭和单重裂变的光子上下转换。该课题组已有 20 余名博士生毕业，已在 Nature Nanotechnology, JACS, Nature Communication 等高水平期刊上发表论文 170 余篇。
本文通讯作者，天津大学教授，博士生导师，英才教授。先后在中国天津大学获得硕士学位，在荷兰格罗宁根大学获得博士学位。博士后就职于在法国斯特拉斯堡大学，其后在瑞典查尔姆斯理工大学担任研究员。2021 年以来，担任天津大学光学工程专业教授。侯丽丽教授现为国家重点研发计划青年首席科学家，天津大学分子光子学课题组负责人。她的研究领域包括光子上转换、光致能量/电子转移过程、先进光响应材料和光电子器件。迄今为止，在 Nature Nanotechnology, JACS, Nature Communication 等高水平期刊上发表 30 余篇论文。
期刊介绍
rsc.li/chemical-science
Chem. Sci.
| 2-年影响因子* | 7.6分 |
| 5-年影响因子* | 8.0分 |
| JCR 分区* | Q1 化学-综合 |
| CiteScore 分† | 14.4分 |
| 中位一审周期‡ | 33 天 |
Chemical Science 是涵盖化学科学各领域的跨学科综合性期刊，也是英国皇家化学会的旗舰期刊。所发表的论文不仅要在相应的领域内具有重大意义，而且还应能引起化学科学其它领域的读者的广泛兴趣。所发表的论文应包含重大进展、概念上的创新与进步或者是对领域发展的真知灼见。发文范围包括但不限于有机化学、无机化学、物理化学、材料科学、纳米科学、催化、化学生物学、分析化学、超分子化学、理论化学、计算化学、绿色化学、能源与环境化学等。作为一本钻石开放获取的期刊，读者可以免费获取所发表论文的全文，同时从该刊的论文版面费由英国皇家化学会承担，论文作者无需付费。
Editor-in-Chief
Andrew Cooper
🇬🇧 利物浦大学
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