聚集誘導熒光超分子籠領域研究獲新進展

近日，廣州大學大灣區環境研究院王平山教授，謝廷正教授聯合美國Akron大學Newkome教授，在聚集誘導熒光（AIE）超分子籠領域研究方面取得新進展。相關研究發表于英國皇家化學會旗艦期刊Chemical Science。王平山教授、謝廷正教授、Newkome教授為該論文通訊作者，張哲副教授及2021級博士研究生白棲霞為第一作者，廣州大學為論文第一通訊單位。

相對于成熟的無機發光材料，有機發光材料的應用研究尚處在攻關階段，但是其分子結構設計修飾的靈活性和材料功能的可調諧及預計性逐步被業界認可，已成為材料學、化學、物理學和電子學等領域共同關注的研究熱點，具有潛在的巨大商機。尤其自從AIE現象被報道以來，基于各種熒光基團比如六苯基硅、四苯乙烯和9,10-二苯基蒽等的有機發光材料被陸續探索出來，并廣泛用于光電子學、生物傳感器、細胞成像等其他領域。

隨著AIE效應的強力發展，化學家們也嘗試將這類系統引入超分子領域。然而，AIE現象的產生目前僅限于在配體或超分子中引入具有AIE效應的基團，此外，具有AIE特性的熒光有機配體與金屬離子配位后往往會引起熒光淬滅。因此，通過傳統有機配體進行設計和制造具有AIE特性的熒光可調控的超分子籠仍然是一個挑戰。

該工作報道了一個使用聚集導致熒光淬滅（ACQ）的有機配體通過協同空間位點阻力效應獲得顯著AIE效應的超分子籠，該分子籠為立方八面體形狀，具有一個直徑約為6納米的巨大空腔。其中配體（L1, L2）表現出傳統的ACQ特征，而超分子籠（S1）在與Zn2+配位后觀察到了明顯的AIE現象。

有意思的是，在高分辨透射電子顯微鏡下，可以觀察到這兩種立方八面體超分子籠通過陰離子的膠聯作用分級自組裝成具有單超分子寬度的微米級長度的納米帶。同時，該類超分子可用于結合鋅卟啉客體。因此，該類超分子籠在單分子催化、高靈敏度熒光傳感器等領域顯示出潛在的應用前景。

在本項研究工作中，作者提出了制造熒光金屬配位超分子籠的新策略，為新的AIE分子的設計和合成提供了新的見解，探索了超分子籠在傳感、主客體化學和可調控發光材料方面有潛在的應用，這對金屬有機超分子發光材料的設計與制備有著重要意義。

該研究工作得到了國家自然科學基金、廣東省“珠江人才計劃”、廣東省自然科學基金等項目的支持。