JACS:利用压力和电场实现室温下荧光不同晶型的可逆控制:无需热处理即可写入和擦除信息

文摘   2025-01-20 19:05   福建  

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原文链接:10.1021/jacs.4c16712

本文介绍了室温 (RT) 下具有不同荧光颜色的六链液晶 (1) 的两种多晶型之间的可逆转变。该方法利用机械压力 (机械变色) 和电场 (E 场变色)。分子 (1) 设计有芘核心和 1,2,3-三唑连接体,在室温下呈现蓝色发光晶体 (CRY) 多晶型 (1-B) 和绿色发光液晶 (LC) 多晶型 (1-G),具体取决于液相的冷却速率。亚稳态 1-G 通过 1,2,3-三唑连接体之间的氢键 (H ) 稳定,形成螺旋柱状结构。机械压力将热力学稳定的 1-B 转化为 1-G,而对 1-G 施加交流电 (AC) E 场会将其转换回 1-B。值得注意的是,这项研究报告了电场诱导多晶型转变的首例。利用机械压力和室温下的电场应用,成功地在基底上记录和擦除了图案,展示了其在数据存储、防伪和传感器技术方面的潜在应用。相关研究成果发表于《J. Am. Chem. Soc》上

图文解析

1. 示意图(a)在室温下两种发射态之间的不可逆转变和(b)可逆转变,以及(c)通过施加交流电场,在室温下电场变色将液晶转变为 CRY 多晶型物。

2. (a) 液晶分子 (1) 的分子结构和热转变,(b) 1-G 1-B 多晶型物在从 30°C 加热到 160°C的过程中的 POM 图像,以及 (c) 360-365 nm 紫外光激发下 1-G1-B LIQ 相的 PL 光谱和光学图像。

3. (a) 1-B 的正交晶格,边对面堆叠,(b) 1-G GIXRD 数据和 81 41 螺旋模型的模拟 2D XRD 图案,(c) 1-G 的螺旋柱示意图,(d) 1-B 1-G 中三唑基 C−H 伸缩振动的红外吸收光谱,(e) 相对能量 (ΔE) 作为 COLhel 中芘单元之间距离的函数的变化,(f) 最小能量下的堆叠结构。

4. 研磨 1-B 后的 (a) PL 光谱和 (b) XRD 数据,以及 (c) 1-G 施加交流电场 (45 V/μm, 15 Hz) 后观察到的 POM 纹理和荧光颜色变化。

5. (a) RTWE 方法利用研磨和电场,允许在室温下可逆地切换背景和字母发射颜色。 (b) 使用 RTWE 方法在条形镀金基板上实现复杂图案。

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