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李振课题组在《化学研究评述》发文阐述分子排列

作者:转载  发布时间:2020年06月04日 转载 浏览次数:

近日,化学领域权威期刊“化学研究评述”(Acc. Chem. Res.)发表化学与分子科学学院李振教授课题组综述文章。文中重点强调了有效的分子排列所带来的新现象和新性质,以多个典型实例强调了该课题组于2018年提出的 “Molecular Uniting Set Identified Characteristic (MUSIC)” 概念,以音乐形象化分子的聚集态行为,指出分子聚集体的核心功能和决定性作用。

论文题为《分子排列:影响有机高分子材料光电性能的重要因素》(“Molecular Packing: Another Key Point for the Performance of Organic and Polymeric Optoelectronic Materials”)。该论文第一作者为李倩倩教授,通讯作者为李振。

据悉,光电科技的进步改变着我们的日常生活并引领着国计民生的重大革新。有机光电功能材料作为其核心组分,以薄膜或纳米颗粒等分子聚集态的形式应用于各种光电器件和生物体系。光电材料分子结构的不断更新带动着功能的日新月异,体现出微观构筑单元对材料属性的宏观调控作用。但材料的光电性能并不等同于构筑基元--单个功能分子性质的线性叠加,而经常是整体差异性的响应,这一有趣的现象吸引了科学家们对分子聚集态的广泛关注,特别是有机室温磷光、聚集诱导发光、力致发光等聚集模式依赖型发光现象的出现,促进了分子聚集态结构的研究,并推进了介观尺度上构性关系的深入探索,对光电功能的精准调控提供了重要的思路。分子排列作为聚集态规整结构的精细展现,是深度理解宏观光电性能与微观分子聚集状态关联性的核心内容,并对其内在作用机制起着决定性的作用。

综述基于课题组前期系统的工作,从有机化合物同质多晶的不同光电功能出发,如:各种发光的强度和颜色、发光机制 (室温磷光和力致发光)、二阶非线性光学效应等,强调了分子排列与宏观功能的紧密联系。进一步通过多类光电功能材料构性关系的详细探讨,总结了各自的优势分子排列方式,以及相应的分子调控策略,并对于外界刺激条件下,动态的分子聚集形式与光电响应的内在机制进行了详细的探讨。针对影响分子排列的内在因素,包括分子自身的空间结构、电子特性以及自组装效应等对分子间相互作用的影响,和外界的光、电、热和机械力等的驱动对微观分子聚集态的调控方式和手段进行了系统的阐述和探讨。重点强调了有效的分子排列所带来的新现象和新性质,以多个典型实例强调了该课题组于2018年提出的 “Molecular Uniting Set Identified Characteristic (MUSIC)” 概念,以音乐形象化分子的聚集态行为,指出分子聚集体的核心功能和决定性作用。

1 影响分子排列的相关因素和“MUSIC”概念的提出

受制于分子间相互作用的多样性和外围环境的复杂性,目前,分子聚集态结构的精细调控还处于初级阶段,作者从分子结构的设计、新型聚集态结构的分析方法、精准分子结构-排列-光电性能关系的构筑,内在机制和理论的研究等方面对其发展前景和挑战进行了分析和展望,为高效光电材料的开发提供新思路,并促进其功能的拓展与创新。

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