调控有机小分子晶体力致发光行为的方法

尽管力致发光(mechanoluminescence, ML)现象的发现至今已有超过400年的历史, 但直到最近几十年才再次走入人们关注的视野. 这种与分子堆积关系密切的固体光学现象已经在光电材料领域内得到了一些应用, 并蕴藏着巨大的开发前景. 近年来, 随着有机功能化合物的蓬勃发展, 对力致发光材料的探索已逐渐从无机与高分子化合物、有机金属配合物、陶瓷等方面转到纯有机小分子晶体. 此外, 随着人们对有机小分子力致发光活性晶体认识的不断深入, 该领域的研究兴趣也从最初的如何获得此类晶体变为如何调控晶体的力致发光行为从而使其呈现出ML性能的差异. 本综述将对一些调控有机小分子晶体力致发光性能的手段, 例如物理方法、手性活化、分子结构改造、主客体掺杂、同质多晶形成等进行总结, 同时也将分子堆积与分子间相互作用对晶体发光性能的影响进行探讨, 并在此基础上对有机小分子力致发光晶体研究领域的未来发展提出建设性的展望.     

有机电致发光红色发光材料研究进展

本文总结了近年来有机金属配合物、分子内电荷转移化合物、稠环芳香类化合物以及齐聚物等几类有机电致发光红色发光材料的研究进展,详细介绍了它们在有机电致发光器件中的应用,并对有机电致发光红色发光材料未来的研究方向作了展望.     

小分子铱配合物及其电致发光

由于磷光金属配合物可以同时利用单线态和三线态激子发光,使有机电致发光器件的理论内量子效率达到100%,突破了25%的极限。因而以磷光金属配合物为发光材料制成的器件备受关注。在这些金属配合物中,铱配合物由于具有较强的发光特性、发光波长可调性、较好的热稳定性和电化学稳定性以及能够形成便于蒸镀的中性分子,而成为最有应用潜力的电致磷光材料。本文综述了近几年铱配合物磷光材料在分子设计与合成方法、发光机理及器件构筑等方面的研究进展。特别介绍与讨论了磷光铱配合物的两种发光机理,即基于同配体铱配合物或异配体铱配合物的主配体到中心金属离子的电荷转移三线态(³MLCT)发射和基于异配体铱配合物的辅助配体三线态(³LC)发射。根据反应条件的差异,归纳总结了合成铱配合物常用的4种方法以及合成fac式和mer式的铱配合物的方法。还根据材料的发光颜色及其电致发光的不同,对磷光铱配合物材料进行了分类与讨论。此外,简要介绍了用于器件制作的主体材料。最后,展望了金属有机配合物电致磷光材料的发展前景,并提出了今后磷光材料的发展方向。     

稀土配合物在有机电致发光器件中的应用

作为一类特殊的发光材料,稀土配合物是全彩平板显示器件中理想的发光材料之一,具有独特的优势和重要的地位,因而最早引起了研究人员的广泛关注.本文综述了近年来新型稀土铕、铽配合物的设计合成与基于稀土铕、铽配合物电致发光器件的设计优化,总结了优化稀土配合物电致发光性能的几种常用途径,进而着重介绍了稀土铕、铽、钆配合物作为敏化剂在有机电致发光器件中的新应用.研究结果表明,稀土配合物作为敏化剂的应用能够实现稀土配合物与过渡金属配合物的优势互补,大幅提高了有机电致发光器件的综合性能,为新型高性能有机电致发光器件的设计与优化提供了新思路.     

金属配合物在有机太阳电池中的应用进展

有机太阳电池因具有质量轻、色彩丰富及可制备柔性大面积器件等优势而备受关注.开发高性能的活性层给、受体材料及界面层材料是提升有机太阳电池光电性能的关键.金属配合物兼具金属配位的自组装有序性和有机分子的结构多样性,且具有较高的三线态激子密度和较长的激子寿命,是一类重要的光电功能材料.随着对不同金属配合物光电性质的不断研究,越来越多的金属配合物光电材料被应用于有机太阳电池中,并获得了较高的器件光电性能.本文综述了基于铂、锌、铱、钌、锆等金属的配合物在有机太阳电池活性层、界面层及添加剂中的应用,并对其结构-性能关系进行了深入分析,最后对这类材料面临的挑战与机遇进行了展望,以便为高性能金属配合物材料的设计及其在有机太阳电池中的应用提供参考与启发.     

基于磷光材料的电致发光二极管研究进展

电致发光二极管(LEDs)具有能耗低、寿命长、绿色环保等优点,在固态照明、全色显示等领域具有广阔的应用前景。 与传统的荧光电致LEDs相比,磷光电致LEDs能够同时利用单重态和三重态激子,理论上可以使器件的内量子效率达到100%,突破5%的外量子效率极限。 因此,发展高效的磷光材料以及实现其在电致LEDs中的应用是非常有意义的。 本文综述了目前主要的磷光材料,包括有机金属配合物、纯有机分子、聚合物、金属有机框架材料和碳量子点等,并总结了稀有金属配合物和纯有机分子在电致磷光 LEDs中的研究进展,同时对电致磷光LEDs的发展前景进行展望。     

金属有机电致磷光材料研究进展

综述了近几年来用于有机发光二极管中的金属有机电致磷光材料的研究进展, 重点评述了重金属铱配合物、稀土元素配合物和含金属配合物的聚合物磷光材料近年来的研究进展, 展望了金属有机配合物电致磷光材料的发展前景.     

基于二苯甲酮框架的多功能有机发光材料

有机发光材料的光电性能与分子的化学结构、构象变化的灵活性以及分子间相互作用密切相关。从结构上看,二苯甲酮的羰基和苯环具有很高的可化学修饰性,本文从材料合成角度首先综述了近年来基于二苯甲酮框架的多功能有机发光材料的构建策略,主要包括多取代二苯甲酮、用杂原子作为桥连基团以及以C=C偶联和苯环为中心直接偶联等三种策略。已经基于此开发了多种多功能有机发光材料,主要包括荧光材料、贵金属磷光配合物的主体、热激活延迟荧光材料、聚集诱导发光材料和纯有机室温磷光材料等。最后,还展望了基于二苯甲酮框架的多功能有机发光材料未来的研究重点和发展前景。     

具有聚集诱导发光特性的含氟有机金属配合物的研究进展

近年来,具有聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)特性的化合物由于在聚集态或固态发光量子效率较高而受到很多关注.含氟的功能化合物,由于氟原子的存在,往往具有独特的结构和物理、化学及生物学性质.根据中心金属和配体的种类,汇总了具有A IE性质的且含有氟代配体的有机金属配合物的研究进展.这些含氟有机金属配合物主要是铱、铂、金配合物,在发光器件、化学传感、细胞成像、数据存储等方面具有潜在应用.还简要讨论了相关研究的发展前景.     

基于过渡金属有机配合物的汞荧光传感器研究进展

汞广泛存在于各类环境中,全球发展了较多类型的汞荧光分子传感器。相比有机传感器而言,过渡金属有机配合物具有立体结构丰富,水溶性好,Stokes位移大,选择性强和灵敏性高,发光寿命长以及生物毒性小等优点。而基于过渡金属有机配合物的金属有机框架材料(MOFs),还具有可调的孔径结构和丰富的官能团种类,有着广泛的应用前景。介绍了部分近年来报道的应用于汞荧光分析传感的过渡金属配合物,通过对其中亮点工作的详述,展示当前该技术的研究水平以及存在的问题,并提出了未来发展方向。     

New approach for representation of molecular surface

A new algorithm is proposed for approximation to the molecular surface. It starts with a triangular mesh built on an ellipsoid embracing the whole molecular surface. The triangular mesh is obtained from an icosahedron subdivision sphere with highly uniform vertex distribution, and the embracing surface is deflated stepwise to the best adherence of its triangles onto the surface of the molecule. The deflating direction of each vertex of a triangle is defined by the vector normal at this point to the previous deflated embracing surface. Our results show that the speed of the triangulation embracing ellipsoid method and the quality of the surface obtained by the method are faster and better than the method that starts with a quadrilateral mesh built from meridian and parallel representations on an embracing sphere to get the molecular surface. Furthermore, the surface obtained by the method can be used directly to approximate the molecular surface by spherical harmonic expansions. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. J Comput Chem 19: 1805–1815, 1998     

分子逻辑器件研究进展

分子器件具有尺寸小、设计合成可控、存储量大、反应速度快、人工智能等诸多优点,是当今化学、物理和材料等领域研究最为重要的一个交叉领域.综述了近些年来分子逻辑器件领域的研究进展.介绍了各种类型的分子逻辑门、半(加)减法器、分子逻辑线路以及DNA分子和固态分子计算.最后提出了分子器件存在的问题并展望了其应用前景.     

分子陀螺的设计、合成与组装

近来,科学家设计和合成了系列分子水平的陀螺。类似于儿童的玩具陀螺仪,这种分子陀螺由一个转子、一个定子框架和连接定子和转子的轴组成。定子框架通过自身的刚性结构为中心转子的转动提供足够的内在自由度,得以对内部的转子实施保护。并使得分子陀螺成为一个理想的分子转子。当转子上有偶极距时,则可能在外来电、磁、光的刺激下进行定向转动,成为分子马达。化学家们通过X射线晶体衍射技术、动态核磁技术、理论计算化学、热力学分析等方法表征了分子陀螺的各种特征,并积极探索其潜在的应用价值。本文着重介绍分子陀螺,以及超分子陀螺仪的发展历史以及研究进展。     

Method for Smoothing the Boundaries of the Van Der Waals Models of Molecules

A geometrical method is suggested for representing a molecule by a smoothed region. The effective volume and surface area are calculated, which results in more adequate proportionality of interactant molecules compared to the classical van der Waals models.     

模板剂在分子筛合成过程中的作用机理

启用分子模拟途径,通过Lennard-Jones势对模板剂分子与分子筛骨架间非成键作用的能学分析,论证n=5、6的双季铵盐［(CH₃)₃N(CH₂)_nN(CH₃)₃］Br₂在ZSM-50分子筛骨架合成过程中所起的模板作用。     

杯芳烃-卟啉化合物的合成及性质

杯芳烃和卟啉通过共价键连结或者分子间作用力聚集形成的杯芳烃-卟啉化合物在分子识别、分子催化、分子自组装等方面有潜在的用途. 本工作综述了杯芳烃-卟啉化合物的合成及性质.     

分子力学和分子动力学方法研究不同变质程度烟煤的分子结构

采用分子力学和分子动力学模拟方法 ,研究了不同变质程度烟煤的三维分子构型和能量参数。结果表明 :随变质程度的增加 ,煤分子内平行的芳香片层结构增大。不同变质程度烟煤分子在团聚前后的成键相互作用能仅略有变化 ,其中扭转能Et 的变化相对较为显著 ,并且扭转能随煤阶的增加呈逐渐减小的趋势。非成键作用能 ,特别是超过三个原子的范德华作用能 ,是煤中的重要相互作用能 ,是模型分子团聚的重要驱动力 ,对于烟煤分子聚集状态的形成起着决定性的作用。同时随煤阶的升高 ,超过三个原子的范德华作用能逐渐增加。模型分子的总势能随煤阶的变化呈两头高、中间低的趋势 ,与煤的一些宏观物理性质有一定的相一致性。