三峡大学肖述章、Dan Luo、耿鹏AOM:从硬晶体到软纤维:单组分超长 RTP 有机凝胶的热致变色可调和“开关”可切换余辉

文摘   2025-01-29 17:46   江西  

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原文链接:10.1002/adom.202403149

纯有机刺激响应性磷光材料具有多色余辉、良好的可逆性和易于操作性,在动态防伪应用方面具有很高的吸引力,但仍存在挑战性。

在这项工作中,三峡大学肖述章、Dan Luo、耿鹏团队通过在二苯并呋喃骨架中引入功能性羰基(苯甲酰或乙酰基)单元以促进系间窜越(ISC),合理设计了一种磷光软有机凝胶,并通过全原子分子动力学模拟(AMDS)预测自组装过程来筛选潜在的有机凝胶剂。 AMDS 表明,设计的凝胶剂候选物(DBF-Me DBF-Ph)可以通过相邻分子之间平衡的𝝅-𝝅分子间相互作用在 DMSO/H2O混合物中自组装,从而促进凝胶化。值得注意的是,DBF-Ph 纤维凝胶在室温(298 K)下呈现黄色余辉,寿命为 235.1 毫秒,可在 358 K 时关闭,但冷却至室温后恢复。此外,通过对温度依赖性单晶结构的分析发现,由于构象和分子堆积的轻微变化,黄色余辉(298 K)在 208 K 时变为绿色,在 77 K 时变为蓝色。这种单组分 DBF-Ph 纤维凝胶能够通过单一温度响应实现颜色可调和“开关”可切换的余辉,在开发用于多级防伪功能的软超长 RTP 材料方面具有巨大潜力。相关研究成果发表于《Adv. Optical Mater.》上

图文解析

1. A)不同有机RTP材料(硬质结晶材料与软质纤维材料)的比较;B)单组分DBF-Ph纤维凝胶的温度响应图。

2. 最终 MD 快照(50 ns)、相应的分子堆叠以及从 DMSO/H2O1:1 v/v,胶凝剂分子为蓝色)中的 MD 模拟计算出的 DBF-MeA)和 DBF-PhB)的三个描述符。

3. A) DBF-Me DBF-Ph 胶凝剂的凝胶化行为图;BC) DBF-Me 凝胶在 6.28 rad s−1 下的应变扫描分析和频率扫描分析(0.1% 应变);DE) DBF-Ph 凝胶在 6.28 rad s−1 下的应变扫描分析和频率扫描分析(0.1% 应变);DBF-Me 凝胶或 DBF-Me 干凝胶的溶胶-凝胶转变图像 (F)OM (G) SEM 图像 (H)DBF-Ph凝胶或 DBF-Ph 干凝胶的溶胶-凝胶转变图像 (I)OM (J) SEM 图像 (K)。(DMSO/H2O 中的 DBF-Me1:1 v/vDMSO/H2O 中的 DBF-Ph2:1 v/v)。

4. DBF-Me 纳米纤维凝胶(ABE)和 DBF-Ph 纤维凝胶(CDF)的温度相关 1H NMR、凝胶状态下的受激分子堆积和稳态光致发光光谱。

5. A) DBF-Me晶体的稳态和延迟光谱;B) DBF-Me晶体在不同温度下的光致发光衰减曲线(在550nm处记录);C) DBF-Ph晶体的稳态和延迟光谱;D) DBF-Ph晶体在不同温度下的光致发光衰减曲线(在535nm处记录);从DBF-MeE)和DBF-PhF)的单晶结构中提取的分子堆积图、单体和二聚体的能级图。

6. A) DBF-Me凝胶的稳态和延迟发射光谱;B) DBF-Me凝胶的光致发光和余辉图像(𝜆em365 nm;延迟1 ms);C) DBF-Me凝胶在不同温度下的光致发光衰减曲线;D) DBF-Ph凝胶的稳态和延迟发射光谱;E) DBF-Ph凝胶的光致发光和余辉图像;F) DBF-Ph凝胶在不同温度下的光致发光衰减曲线(𝜆em360 nm;延迟1 ms)。

7. 不同温度下 DBF-Ph 凝胶的延迟光谱(A B)和余辉图像(C)。A)从 298 208 KB)从 298 358 K

8. DBF-Ph凝胶加密信息演示包括:AQR码“S3613”;B)“心形”图案;C)“猫爪”图案和D)多级防伪示意图。

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