新型壓制變色有機(jī)材料的設(shè)計、合成以及光性能的研究.pdf

1、壓致熒光變色材料(PiezofluorochromicMaterial)是一類新型的力刺激響應(yīng)智能材料,它通過改變分子的物理堆積方式來改變分子發(fā)光顏色和發(fā)光強(qiáng)度。這種材料在微應(yīng)力傳感、信息存儲、商標(biāo)防偽和發(fā)光器件等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的聚集發(fā)光(AIE)化合物均具有壓致熒光變色的現(xiàn)象,科學(xué)家不僅發(fā)現(xiàn)了AIE分子和壓致熒光變色分子之間具有結(jié)構(gòu)上的關(guān)聯(lián)性,而且提出了壓致熒光變色聚集誘導(dǎo)發(fā)光(PAIE)材料的概念,指出

2、AIE化合物是壓致熒光變色材料的一個重要來源,拓寬了設(shè)計壓致熒光變色新材料的思路和空間,提供了更多壓致熒光變色材料的新型合成方法,為進(jìn)一步開展此類材料的應(yīng)用研究奠定了良好的基礎(chǔ)。本論文主要以設(shè)計合成具有壓致變色或聚集發(fā)光壓致變色的有機(jī)材料和高分子材料為目的,并對合成的壓致變色材料進(jìn)行光學(xué)性能的研究,探討分子結(jié)構(gòu)和壓致變色之間的“構(gòu)性關(guān)系。本論文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面:
　　(1)設(shè)計合成了具有不同取代基的壓致變色材料,并對

3、其光性能,尤其是壓致變色性能進(jìn)行研究。以O(shè)PV(OligoPhenyleneVinylene)作為分子骨架,甲硫基為供電子(Donor)端基,用不同長度的烷氧基鏈作取代基,通過諾文格爾(Knoevenagel)反應(yīng)成功合成了具有D-π-D型結(jié)構(gòu)的共軛有機(jī)分子,單晶結(jié)構(gòu)表明氰基的氮原子可以和苯環(huán)上的氫原子形成氫鍵,當(dāng)受到外界壓力時,氫鍵發(fā)生變形,使分子的顏色發(fā)生變化。通過對不同取代基熒光譜圖的研究,選取熒光性能最好的分子為代表,研究了不同

4、外界壓力下其熒光的變化規(guī)律;
　　(2)設(shè)計合成了氰基取代基在不同位置的兩種共軛有機(jī)分子,研究了氰基取代基的位置對分子壓致變色性能的影響。選取醛和腈類作為原料,通過縮合反應(yīng)成功合成了具有壓致變色性能的共軛有機(jī)小分子。通過對比研究,氰基位置的變化,對其壓致變色性能影響并不大,當(dāng)氰基遠(yuǎn)離主苯環(huán)時,可以更好的降低整個分子的電子云密度,使分子更加穩(wěn)定。有趣的是,當(dāng)氰基靠近主苯環(huán)時,不僅有壓致變色現(xiàn)象,而且有AIE現(xiàn)象,也就是說具有PAIE