有机发光材料的光物理性质与其分子构型密切相关,传统的分子设计往往追求刚性结构以抑制非辐射跃迁,但这在一定程度上限制了材料对复杂环境的响应能力与功能多样性。随着智能光电技术的快速发展,能够感知外部刺激并产生动态光信号反馈的智能响应材料成为研究热点。分子构象作为决定电子态与能级结构的关键因素,其动态可调性为实现发射颜色、效率及寿命的精准控制提供了可能。然而,如何在分子水平上平衡构象的灵活性与发光效率,并明晰复杂动态过程中的构效关系,一直是该领域面临的核心科学难题。因此,系统总结了构象可调有机发光分子的设计逻辑与演化规律,对于突破传统发光材料的功能瓶颈、开发新一代智能光电体系具有重要的学术价值和应用意义。
近日,我院池振国教授团队系统地梳理了近年来构象可调有机发光分子在设计策略、物理机制及多功能应用方面的最新研究成果。传统的有机发光材料往往受限于固定的分子结构,而构象可调分子凭借其在旋转或弯曲运动中表现出的动态结构,能够灵敏地响应光、热、力等外部刺激,从而实现对发射颜色、效率及寿命等光物理特性的实时、精准调控。文章重点探讨了旋转型和弯曲型两类典型分子体系的构效关系;第一部分主要聚焦于三种典型的可旋转体系,包括四苯乙烯、 α-二酮类化合物及多硫化芳烃及其衍生物;第二部分系统总结了可弯曲结构及其衍生物,涵盖六元、七元和八元环结构。这些柔性分子不仅为构建高性能的热活化延迟荧光(TADF)和室温磷光(RTP)材料提供了新思路,还在高效有机发光二极管(OLED)、智能信息加密、高灵敏度生物传感以及力致变色探测等前沿领域展现出巨大的应用潜力。该综述的发表不仅系统总结了过去十年的行业突破,更为未来开发具备复杂环境适应能力和多维响应特性的新型智能光电材料提供了关键的理论支撑与设计范式。

相关成果以“Recent progress in conformation-tunable organic luminescent molecules” 为题发表在国家重点学术期刊《SCIENCE CHINA Chemistry》(中国科学:化学)上。论文第一作者为五邑大学科研助理陈渚博士,通讯作者为五邑大学杨湛博士、毛竹副研究员和池振国教授。