光响应型分子的合成及应用研究进展

光响应型分子作为一种刺激性响应分子,因其具有信号稳定、远程控制、瞬时性和环保性等优势,而广泛应用于智能材料、光控器件等领域,其中最典型、研究最广泛的当属光致异构分子。光致异构分子在特定波长光照下会发生结构变化,在宏观上有时会表现出颜色的改变,在另一波长光照下结构会重新变为原来的结构,颜色也会随之褪去。综述了螺吡喃、偶氮苯、二芳基乙烯等几种主流的光致异构分子的合成与制备、光响应机理以及在盐湖资源提取、药物检测、储能材料制备等实际生产生活中的应用,并对光响应分子在低成本环境友好合成、复合功能材料化、智能分子器件等方面的发展趋势进行了展望。

基于苯并噻唑类螺吡喃检测三价金属离子铁、铬、铝的比色和荧光化学传感器

合成了新型苯并噻唑类的螺吡喃化合物3-苄基-8′-甲氧基-6′-硝基-3H-螺[苯并[d]噻唑-2,2′-苯并吡喃]即SP,其可以作为比色和荧光化学传感器,用来检测溶液中的三价金属离子铁、铬和铝。由于苯并噻唑类螺吡喃化合物特殊的结构与性能,在不同的光照条件下此化合物SP可以作为重要的光响应分子。采用紫外-可见分光光度计、荧光-分光光度计、傅里叶红外光谱仪和核磁共振仪分析了化合物的性能。结果表明:此化合物具有良好的裸眼识别效果、紫外和荧光识别效果,良好的抗干扰性,较快的响应时间和较低的检测限等优点。

利用光束传输药物

研究人员一直想用纳米级的管子将极微量的能溶于水的药物精确无误地输送到他们要送往的人体内任何部位。实现这一目标的最大困难是要将输送泵制得极小。

光致动器的现状与展望

光的应用有几个方面，以往利用光探测、传递信息，全是以信息领域的应用为主。不过，为了提高光应用的可能性，光技术必将向信息领域以外的能源领域进军。目前，研究人员正在从事以光计测领域为中心的研究活动，力求形成“光机械电子学”这样的综合体系，并从充分发挥光能特性的观点出发，进行光致动器的研究尝试。本文将介绍有关致动器的状况，随着其进一步发展，期待不久的将来，能够研制出“光机械人”。

光响应性高分子的合成与应用

近年来,关于刺激响应性高分子尤其是光响应性功能高分子的合成及应用备受关注.相比于其他刺激源(pH、温度等),光刺激有光源波长可调节、可远程操控等优点,这使得光响应性高分子具有独特的优点.本文综述了近阶段光响应性高分子合成,包括聚合后修饰法、含感光基元单体的自由基聚合和缩聚等,光响应性功能高分子的光响应机制,以及光响应性高分子在光控药物释放、光电器件、生物传感等领域的应用.

胆甾相液晶螺旋方向的光调控

光响应胆甾相液晶是一类在光刺激下通过改变液晶分子排列调控光学特性的智能“软”光子晶体材料,其分子自组装形成周期性螺旋结构,选择性地反射与自身螺旋方向相同的圆偏振光。近年来,利用光刺激诱导胆甾相液晶在左手螺旋和右手螺旋之间发生螺旋翻转的研究引起了广泛关注。胆甾相液晶的螺旋翻转能够改变反射光的圆偏振特性,有望拓展光子晶体材料在可调节滤光器、防伪与加密技术、圆偏振激光器、三维显示等领域的潜在应用。本综述重点关注光响应胆甾相液晶螺旋翻转的研究进展;总结了调控胆甾相液晶螺旋方向的两种主要策略:(1)直接引入螺旋性可逆转变的光响应手性分子开关,(2)利用光响应手性分子开关和与之螺旋性相反的手性掺杂剂之间的手性竞争;分析了分子空间构型转变对调控螺旋翻转程度的影响;并讨论了不同材料体系面临的挑战以及未来的发展方向。

胆甾相液晶结构色的光调控

胆甾相液晶是一类具有周期性螺旋超结构的软光子晶体,能够选择性地反射不同波长的光产生结构色.在向列相液晶中掺杂光响应手性分子是制备光响应胆甾相液晶的普遍方法.在外界光源的刺激下,光响应手性分子的空间结构改变,诱导螺旋超结构的螺距发生变化,从而调控胆甾相液晶的结构色,因此光响应胆甾相液晶在滤光器、传感器、可调光学激光器和动态显示等领域具有广阔的应用前景.总结了不同光响应手性分子构筑的胆甾相液晶体系,分析了手性分子结构设计对胆甾相液晶结构色调控的影响,最终讨论了光响应胆甾相液晶目前面临的挑战以及未来的发展方向.

Multi-responsive red solid emitter: Detection of trace water and sense of relative humidity

A multi-responsive D-A type compound(CYQ)based on pyrone and triphenylamine was designed and successfully synthesized. The target compound exhibited distinct aggregation-enhanced emission(AEE) effect.Solvatochromic experiment and density functional theory(DFT) indicated CYQ possessed excellent intramolecular charge transfer(ICT) ability. Besides, its mechanofluorochromic property(MFC) was found with a 37 nm redshift. Powder wide-angle X-ray diffraction(PXRD) and differential scanning calorimetry(DSC) measurements were performed to demonstrate the transformation from the crystalline to amorphous states upon grinding. Surprisingly,CYQ displayed a hypersensitive response to trace water in organic solvents with an excellent detection limit as low as 0.0096% in tetrahydrofuran(THF). Furthermore, it was found that the fluorescent intensity of CYQ declined progressively upon humidity rise, and its color change can be witnessed by naked eyes. Therefore, the relative humidity(RH) sensing strategy guarantees the AIEgen to become a colorimetric sensor under various conditions.