近日，湖南大学AIE研究中心报道了一类新型高效的深蓝光固态材料-螺功能化二苯基乙烯衍生物，研究发现该类材料的发光性能与其分子物态紧密相关，且与光激活环化反应过程存在明显的负相关联系。相关研究成果以“Spiro-Functionalized Diphenylethenes: Suppression of a Reversible Photocyclization Contributes to the Aggregation-Induced Emission Effect”为题发表于化学和材料领域顶尖期刊《Journal of the American Chemical Society》(影响因子14.357)。
图1.二苯乙烯基元的光物理化学活性（A）；该文报道的螺功能化二苯乙烯基分子（B）
聚集诱导发光分子（aggregation-induced emission luminogen, AIEgen）通常在溶解态发光弱或不发光，但在凝聚态表现出高效的发光能力，克服了传统荧光染料常见的固态淬灭现象，在光电器件、化学分析、生物成像等领域展示出了重要的应用潜能。为研发高性能的光学新材料，需要理解其物态响应的发光机制。例如，以二苯乙烯基元为基本结构的一大类AIEgens，在固态下，可通过分子内运动、光异构化和光环化等多条非辐射通道的抑制与失活，表现为聚集态发光增强（图1A）。其中，有理论计算表明光环化调控的光化学衰减方式应是该类分子在溶液态下激发态失活的主要途径之一。然而，由于可逆且快速的光化学反应过程，该非辐射衰减方式的存在和对AIE效应的贡献仍缺乏实验证据。此外，如何通过分子结构设计调控发光波长和效率，进而发展高效深蓝光光电材料仍然面临挑战。
在此文中，研究人员引入螺结构骨架来调制二苯基乙烯基元的激发态电子结构。其光化学反应可认为是一种激发态下的双自由基闭环与开环过程，而螺超共轭单元可调控发光分子的激发态自由基环化衰减，从而发展了一类高效的蓝光材料（图1B，SIP）。该材料在稀溶液状态下具有较弱的荧光量子效率（FF
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