李全院士团队发表重要研究突破:液晶自组装人工光捕获体系

发布者:徐兆飞发布时间:2022-04-20浏览次数:10

近日,9570官方金沙入口登录、智能材料研究院李全院士团队在基于各向异性流体的高效可控人工光捕获体系方面取得重要突破。相关成果以“An Artificial Light-Harvesting System with Controllable Efficiency Enabled by an Annulene-Based Anisotropic Fluid”为题,在线发表在国际顶级期刊Angewandte Chemie International Edition(《德国应用化学》)上,并被选为“Hot Paper”

高等植物和一些光合细菌通过光合作用的方式实现对光能的捕获、传递以及储存。过去数十年里,大量的研究致力于模拟自然光合作用,并了解其复杂的机制,为在各种应用中更好地收集、储存和利用光能。


光捕获作为光合作用的第一步,因此构筑人工光捕获体系对于光能的利用具有重要意义,但目前构筑具有高效可控的人工光捕获体系仍存在很大挑战。液晶作为各向异性流体,具有分子有序性可调的特点,因而在调控光捕获方面有巨大的潜力。然而,基于液晶材料的可控人工光捕获体系尚未被开发。团队利用一种环烯衍生物——环八四噻吩的非平面结构和聚集诱导发光性质,设计合成包含环八四噻吩荧光核和多条外围烷基链的马鞍型盘状液晶单组分自组装给体,并引入尼罗红作为荧光受体分子,成功构筑了具有高效可控的超分子人工光捕获体系。

利用液晶自组装给体的热响应特性,在不同温度下可以通过调控给体分子的有序性调节该体系的光捕获效率。此外,通过调节光捕获体系的给受体比例和温度,该体系实现了由绿色到红色的多色荧光调控。该体系具有高的荧光给受体比例(1000:1),并在给受体比例100:1下表现出高天线效应(39.1),其接近自然光捕获体系。该研究对于荧光液晶智能软材料的应用提供了一种新的策略。

东南大学博士生余珍为该工作的第一作者,东南大学李全院士、杨洪教授和青年教师陈旭漫博士为该工作的共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、江苏省“双创团队”计划和江苏省自然科学基金等项目的资助。

文章链接:

https://doi.org/10.1002/anie.202200466

Zhen Yu, Hari Krishna Bisoyi, Xu-Man Chen,* Zhen-Zhou Nie, Meng Wang, Hong Yang,* and Quan Li* Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202200466.