Angew. Chem. :COF的压致荧光变色性质:压致发射增强和发射蓝移

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压力能够有效地调控物质的晶体结构和电子结构,从而在常规条件下获取难以实现的新结构和新性质,这在增强光电性能方面尤为重要。然而,随着压力增加,多数发光材料的发射特性表现为发射逐渐红移和荧光淬灭。能实现发射蓝移或荧光增强的材料依然有限,且缺乏一种通用的设计策略来合成这类压致变色发光材料。


共价有机框架(COFs)由于其框架的动态性和可调的光学性质,成为开发压致变色材料有前途的候选者。这些材料的发射行为不仅由结构中功能基团决定,还受到构筑单元特定几何排列的显著影响。尽管如此,目前在压致变色领域对COF材料的研究还相对较少。


近日,吉林大学的方千荣教授、刘耀祖博士和邹博教授合作,成功合成了一系列具有不同拓扑、维度和连接方式的基于联咔唑的COFs,研究了它们在金刚石对顶砧产生的静压力下的结构和发射性质变化(图1、2)。

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图1 三类联咔唑基COFs的设计

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图2 COFs的PXRD图

研究结果表明,两种拓扑异构的三维COF都显示出显著的压致荧光增强(PIEE)现象(图3),其中具有dia拓扑的COF在6 GPa的压力下荧光增强了16倍,这一增幅超过了大多数具有PIEE行为的有机小分子。与此相反,三种具有柔性结构的二维COFs显示出罕见的蓝移发射,而具有刚性和共轭结构的COFs则表现出常见的发射红移和荧光淬灭(图4)。进一步的机理研究揭示,这些不同的压致变色行为主要由层间距离和相互作用所决定。

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图3 3D COF的压致荧光增强(PIEE)

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图4 2D COFs 的压致变色性质

在这项工作中,首次通过压力处理工程对COFs的结构和发射特性进行了系统的探索,为压致变色材料的设计提供了新的视角。未来的工作将继续探索和关注PIEE以及高压相的截获。

文信息

Piezofluorochromism in Covalent Organic Frameworks: Pressure-Induced Emission Enhancement and Blue-Shifted Emission

Jing Fang, Xihan Yu, Dr. Yaozu Liu, Dr. Yusran Yusran, Dr. Yujie Wang, Prof. Valentin Valtchev, Prof. Shilun Qiu, Prof. Bo Zou, Prof. Qianrong Fang


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202409099


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