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  在固態(tài)光化學領域中，尋找在不同狀態(tài)下具有大致相同功能的高效發(fā)光材料一直是科學家們研究的重點，所以設計并創(chuàng)造新的具有實際應用和技術創(chuàng)新的發(fā)光材料意義非凡。然而，大部分在溶液中展現(xiàn)出超高量子產(chǎn)率的發(fā)光材料在固態(tài)或聚集態(tài)下因為強的分子間相互作用卻變得幾乎不發(fā)光。這種聚集熒光淬滅（ACQ）效應極大的限制了固態(tài)光化學的發(fā)展。自2001年唐本忠院士提出聚集誘導發(fā)光（AIE）概念以來，大量的具有超高量子產(chǎn)率的固態(tài)熒光分子被合成。然而，由于絕大部分的AIE發(fā)光材料都是側重于結構的改造，所以常常伴隨著繁瑣的合成步驟和不可避免的副產(chǎn)物。因此，簡單的、環(huán)境友好的設計方式對于發(fā)光材料本身商業(yè)化是非常重要的。此外，探究新的AIE發(fā)光機理從而設計新型發(fā)光材料也是目前亟需研究的重要方向。

  近日，香港科技大學唐本忠院士團隊聯(lián)合吉林大學盧然教授團隊通過一個簡單的固態(tài)下光誘導[2+2]環(huán)加成反應，設計了一系列苯乙烯基苯并噁唑類分子，成功的實現(xiàn)了原位的ACQ到AIE材料的轉化，發(fā)現(xiàn)了非共軛有機小分子通過空間共軛效應（through-space conjugation）誘導的雙重發(fā)光，并且實現(xiàn)了宏觀可見的固態(tài)分子運動。

圖1 (a) t-FSBO的AIE曲線。(b) t-FSBO在392 nm和t-FPCBO 在411 nm的AIE曲線熒光強度變化。(c) 固態(tài)下的t-FSBO隨著紫外光照的熒光光譜。 (d) t-FPCBO的AIE曲線。(e) t-FSBO和t-FPCBO的化學和單晶結構。

  在本文報道的工作中，由于t-FSBO和t-2FSBO化合物在固態(tài)下有很強的π-π相互作用，所以在固態(tài)下，t-FSBO和t-2FSBO是典型的ACQ分子。然而在紫外光照射下，t-FSBO可以發(fā)生固態(tài)的[2+2]環(huán)加成反應,生成具有AIE活性的t-FPCBO，t-2FPCBO 和 c-FPCBO. 作者通過理論計算和晶體結構證明了空間共軛效應是這些非共軛分子發(fā)光的原因。這種新穎的在固態(tài)下原位將ACQ分子轉化為AIE分子的方式非常簡單，并且具有原子經(jīng)濟性。同時，作者探究了t-FSBO晶體的光誘導機械行為。作者將t-FSBO化合物旋涂在丁腈手套上，發(fā)現(xiàn)丁腈手套在光照下可以彎曲到100°，說明微觀的分子運動行為被放大到了宏觀尺度。該工作對開發(fā)新的分子機器及固態(tài)制動器提供了新的思路，并且對于合成新的具有AIE特性的熒光材料有著重要的指導意義。

圖2 (a) t-FSBO在紫外線照射下的晶體運動照片。(b)光二聚過程中t-FSBO和t -FPCBO分子距離的變化。(c)不同時間紫外線照射旋涂t-FSBO手套的照片。

  以上成果發(fā)表在Materials Horizons (Mater. Horiz., 2020, Advance Article, DOI:10.1039/D0MH00447B),論文的第一作者為吉林大學化學學院在讀博士生王昊然，共同第一作者為香港科技大學博士后邢浩博士，香港科技大學在讀博士生龔雋一對本文的理論計算部分做出了巨大貢獻。通訊作者為香港科技大學唐本忠院士與吉林大學盧然教授。

  論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/MH/D0MH00447B#!divAbstract