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華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院生物有機(jī)與功能材料團(tuán)隊(duì)的曹德榕教授、唐浩教授與香港科技大學(xué)的唐本忠院士團(tuán)隊(duì)合作，在利用AEE性質(zhì)的共軛柱芳烴聚合物超分子網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建超高天線效應(yīng)的人工光捕獲體系方面取得了初步進(jìn)展，其階段性成果整理為論文“AEE Conjugated Polymeric Supramolecular Network: an Efficient Light-Harvesting System with Ultrahigh Antenna Effect”，近日在德國應(yīng)用化學(xué)（Angew. Chem. Int. Ed.,2020,59, 9908 - 9913）以亮點(diǎn)文章的形式發(fā)表。第一作者為華南理工大學(xué)許林賢博士。

為了尋求新型清潔能源、更好地理解自然界光合作用的功能和機(jī)制，越來越多的科研團(tuán)隊(duì)致力于構(gòu)建人工光捕獲體系。其中，由主客體自組裝形成的超分子體系由于其制備簡單、易于調(diào)控等優(yōu)勢得到廣泛的關(guān)注。

該工作首次利用具有聚集誘導(dǎo)熒光增強(qiáng)（AEE）性質(zhì)的共軛聚合物超分子網(wǎng)絡(luò)（Conjugated Polymeric Supramolecular Network，CPSN）構(gòu)建了具有超高天線效應(yīng)的新型人工光捕獲體系。在溶液態(tài)和固態(tài)薄膜狀態(tài)下，該體系的天線效應(yīng)分別高達(dá)35.9和90.4，為目前報(bào)道的人工光捕獲體系天線效應(yīng)的最高值。CPSN由具有AEE性質(zhì)的柱[5]芳烴的共軛聚合物主體（CPH）和具有共軛結(jié)構(gòu)的雙位點(diǎn)客體（Gs）自組裝而成。其中CPH為能量的供體，Gs為能量的受體。由于CPSN內(nèi)的非共價相互作用，一個雙結(jié)合位點(diǎn)客體分子可以與兩個含有柱[5]芳烴的主體聚合物重復(fù)單元相結(jié)合，從而被束縛在兩個剛性聚合物主體鏈之間，由此實(shí)現(xiàn)客體間的彼此分離，避免ACQ效應(yīng)的影響；同時，CPH聚合物鏈由于主-客體相互作用而發(fā)生聚集，表現(xiàn)出AEE特性；并且CPH還擁有共軛聚合物特有的“分子導(dǎo)線”功能和“信號放大”效應(yīng)。由于對ACQ的抑制作用、AEE效應(yīng)和“分子導(dǎo)線”效應(yīng)三者的協(xié)同作用，CPSN表現(xiàn)出超高的天線效應(yīng)。這為構(gòu)建高效的人工光捕獲體系提供了一種全新的策略。

他們在研究中還發(fā)現(xiàn)，不僅聚合物主體CPH有AEE現(xiàn)象，在不良溶劑中CPSN同樣也表現(xiàn)出以受體（客體）發(fā)射增強(qiáng)的AEE現(xiàn)象。這也為制備發(fā)射波長可調(diào)的AEE材料提供了一種新的策略。而且，通過調(diào)節(jié)CPSN中各組分的種類與供體/受體配比，就可以實(shí)現(xiàn)廣色域的熒光調(diào)控。其發(fā)光色域的面積可以達(dá)到96％sRGB色域面積，其中包括純白光發(fā)射（CIE坐標(biāo)：0.33,0.33），表現(xiàn)出優(yōu)異的色彩可調(diào)性（圖2）。

相關(guān)結(jié)果發(fā)表于Angew. Chem. Int. Ed.,2020,59, 9908 - 9913，DOI: 10.1002/anie.201907678。

該論文作者為：Linxian Xu, Zaiyu Wang, Rongrong Wang, Lingyun Wang, Xuewen He, Huanfeng Jiang, Hao Tang*, Derong Cao*, Ben Zhong Tang*。