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  目前，以有機(jī)染料分子、量子點(diǎn)和稀土金屬配合物作為光源的發(fā)光材料已有報(bào)道，但是發(fā)展具有刺激響應(yīng)能力的先進(jìn)光學(xué)材料需要進(jìn)一步優(yōu)化光源的分子結(jié)構(gòu)和性能，而這一優(yōu)化過(guò)程仍然面臨巨大的挑戰(zhàn)。例如，傳統(tǒng)的有機(jī)染料因?yàn)橐?jiàn)光易分解或自身堆積導(dǎo)致熒光猝滅等缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了它們的發(fā)展和應(yīng)用；稀土金屬配合物的激發(fā)態(tài)能量會(huì)在水環(huán)境中通過(guò)O–H振動(dòng)被嚴(yán)重耗散掉，所以必須在稀土金屬離子中心外圍引入一些輔助配體來(lái)保護(hù)其能量不被外界溶劑所耗散。

  南開(kāi)大學(xué)化學(xué)學(xué)院的劉育教授課題組為解決這一難題，提出了一種簡(jiǎn)便可行的方法，實(shí)現(xiàn)了光致變色分子轉(zhuǎn)子和無(wú)機(jī)黏土的完美融合，制備了一種可用不同波長(zhǎng)光來(lái)可逆調(diào)節(jié)熒光發(fā)射強(qiáng)度的超分子水凝膠。相關(guān)論文在線發(fā)表在Advanced Optical Materials雜志上（DOI: 10.1002/adom.201700149）上。

  在這一研究中，作者首先簡(jiǎn)單合成了一種二芳基乙烯橋聯(lián)的雙吡啶鹽染料作為熒光光源，該有機(jī)染料分子中心上的C–C鍵在水溶液中可以自由旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致熒光淬滅，而在分子構(gòu)型受限或分子堆積的情況下熒光會(huì)得到增強(qiáng)；同時(shí)，二芳基乙烯基團(tuán)賦予了該類分子轉(zhuǎn)子光開(kāi)關(guān)性能。另外，通過(guò)靜電相互作用，可以將帶有正電荷的二芳基乙烯吡啶鹽方便地引入到帶有負(fù)電荷的無(wú)機(jī)黏土鋰皂石插層中，二者在形成超分子水凝膠的同時(shí)，鋰皂石所在的無(wú)機(jī)納米框架還可以用來(lái)限制分子轉(zhuǎn)子的自由旋轉(zhuǎn)，從而獲得了一種具有熒光發(fā)光性質(zhì)的超分子水凝膠。同時(shí)，由于水凝膠中存在二芳基乙烯基團(tuán)，使得構(gòu)筑的發(fā)光水凝膠可以在不同波長(zhǎng)的光照下實(shí)現(xiàn)可逆的熒光發(fā)射和淬滅。

  在本項(xiàng)研究工作中，該類有機(jī)–無(wú)機(jī)雜化發(fā)光凝膠并不是通過(guò)簡(jiǎn)單摻雜或混合方法制備的，而是采用一種協(xié)同鍵合的方式：一方面，帶正電荷的吡啶鹽和表面帶負(fù)電荷的鋰皂石通過(guò)靜電作用相互結(jié)合，有利于改善和提高水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性；另一方面，鋰皂石作為一種三維的無(wú)機(jī)納米框架，能夠有效抑制分子轉(zhuǎn)子的自由旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了凝膠輔助的熒光增強(qiáng)效應(yīng)。

  這項(xiàng)研究所提出的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化自組裝方式為設(shè)計(jì)和制備新型的光響應(yīng)發(fā)光軟材料提供了一種新的思路。

  原文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.201700149/abstract