發光變色材料指在受到外界信號如光、電、機械摩擦、揮發性有機物(VOC)等刺激后,發光及顏色發生改變的一種材料。由于這類材料對外界刺激具有獨特的感應和識別能力,因此在光電信息轉換、環境監控、化學/生物傳感等諸多領域具有廣闊的應用前景。由于過渡金屬配合物具有很好的光熱穩定性、豐富的激發態能級、易于合成并且其發光能量易于調控等特點,使其成為發光變色材料重要的研究對象。
利用d6,d8或d10族金屬配合物分子間的弱相互作用作為驅動力,在VOC的刺激下,可以實現氣致變色效應。在眾多有關這類VOC化學傳感器的報道中,一般來說對多種有機物的刺激均具有響應性,因而缺乏選擇性,且恢復、活化過程及條件較為繁瑣復雜。因此,開發簡單易行、選擇專一、響應靈敏的VOC化學傳感器尤為重要。基于此,化學學院李永光博士研究小組通過click反應設計合成了一類具有兩親性的磺酸根三齒Pt(II)配合物,這類配合物對VOC的刺激響應具有高度的選擇性。在水蒸氣和各種醇蒸氣分子(甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇等)之間具有迅速的變色和發光響應性行為,并進一步制備成薄膜,利用醇蒸氣實現了快速寫入?擦除功能。在溶液體系中,通過調控溶劑的組成,實現了配合物動態組裝?解組裝?重新組裝的過程。研究組與香港大學任詠華教授合作,進一步制備了存儲器件,閾值電壓為3.4V,開關比可達105,保持時間達104s,具有良好的二進制存儲性能。
該研究成果近期在國際著名學術期刊J. Am. Chem. Soc.上在線發表(Supramolecular Self-Assembly and Dual-Switch Vapochromic, Vapoluminescent, and Resistive Memory Behaviors of Amphiphilic Platinum(II) Complexes, J. Am. Chem. Soc.DOI: 10.1021/jacs.7b07638)。
該研究工作得到國家自然科學基金、青年教師培育計劃和Lehn功能材料研究所的大力支持。