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离散型pi-pi堆积低聚物的激发态调控与发光性质研究

批准号:
52073117
项目类别:
面上项目
资助金额:
59.0 万元
负责人:
杨兵
依托单位:
学科分类:
光电磁功能有机高分子材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨兵

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
激发态是新型发光材料的创新源头,它的理性设计与精准调控尤为重要。本项目围绕激发态核心问题,设计构筑不同尺寸、组成的离散型分子间π-π堆积低聚物,重点考察不同分子间π-π堆积低聚物结构影响激发态本质与特征的普遍规律,建立分子间π-π堆积低聚物结构、激发态特征与发光性质之间的关系,为设计高性能分子间低聚物及超分子发光材料提供理论指导。系统研究通过分子间π-π堆积低聚物结构因素(尺寸、组成、分子间作用强度和取代基效应等)调控激发态本质特征的变化趋势和作用效果,具体涉及激发态形成、几何结构、组成特征和作用本质等,建立可靠的分子间激发态设计与调控方法。项目期望发展分子间激发态理论与超分子激发态新概念,通过激发态设计与调控发现光物理过程新现象、新原理与新机制;同时,设计构筑高效率新颖的分子间低聚物及超分子发光材料,拓展功能与应用,争取具有自主知识产权的新一代发光材料和特色应用。
英文摘要
Excited state is an innovative source of novel luminescent materials, and its rational design and accurate regulation are particularly important. This project takes the excited state as a core, to design and construct discrete intermolecular π-π stacking oligomer with different sizes and compositions. We focus on the essential effects of different intermolecular π-π stacking oligomer structure on the excited state nature & characteristics. The structure-property relationship is expected to be established among π-π stacking oligomer structure, excited state characteristics and luminescence properties, which may provide a theoretical guidance to design high-performance intermolecular oligomer and supramolecular luminescent materials. Systematically, the trends and effects of the essential modulations of excited states will be estimated by intermolecular π-π stacking oligomer structure factors (size, composition, intermolecular interaction strength and substituent effect, etc.), such as formation, geometry, transition component and interaction nature of excited state, etc. so as to facilitate a reliable design and manipulation in intermolecular excited states. This project aims at a theoretical development of intermolecular excited states and a newly established concept of supramolecular excited states. New phenomena, new principles and new mechanisms are hopefully discovered in the photophysical processes through excited state design and modulation. In the meantime, some highly-efficient novel intermolecular π-π oligomers and supramolecular luminescent materials are designed and prepared to expand new functions and new applications, and finally to achieve a new-generation luminescent materials and featured applications with independent intellectual property rights.
本项目围绕分子间激发态关键问题,设计构筑了主要以蒽和芘为核心的离散型分子间π-π堆积二聚体和三聚体,重点考察了侧基和电子受体π-分子的结构设计,调控分子间π-π低聚物形成离散堆积结构的基本规律,建立分子间π-π堆积低聚物结构、激发态特征与发光性质之间的关系,为设计高性能分子间π-π低聚物发光材料提供理论指导。系统研究通过分子间π-π堆积低聚物结构调控激发态本质特征的变化规律,为分子间激发态的设计与调控提供可靠的方法和途径。研究增强分子间π-π相互作用强度的分子设计,促进分子间π-π堆积的优先性,有利于离散型分子间π-π堆积低聚物的无定型薄膜制备,实现分子间π-π堆积低聚物发光材料的特色刺激响应应用。取得如下重要学术成果:(1)首次澄清激基缔合物猝灭发光的缺陷误解,全面理解分子内和分子间激基缔合物发光机理及其发光效率影响因素(excimer形成速率和解离速率;激发态能量稳定性),证实离散分子间π-π二聚体堆积是实现高效率激基缔合物发光的重要途径。(2)首次提出了非共价(氢键和π-π)相互作用竞争策略,即分子间作用力的切换驱动两种不同分子组装体构建,分别对应于Monomer和Excimer发光,利用光/热刺激实现Monomer-to-Excimer双稳态可逆荧光开关,在可重复写光学记录和时间依赖的防伪方面展示了实际应用前景。(3)发现了π-π二聚体异常的压致发光蓝移增强现象,揭示了π-π二聚体中重叠比(S)和层间距离(D)对发光颜色的拮抗效应:减小D通常主导发光红移,而减小S则可导致发光蓝移。总之,项目设计构筑高效率分子间π-π低聚物发光材料,丰富了分子间激发态新理论,发展了刺激响应功能与相关特色应用。
功能基元组合协同策略构筑高效率纯有机室温磷光材料
  • 批准号:
    52373183
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    杨兵
  • 依托单位:
分子折叠增强自旋轨道耦合诱导高效率纯有机室温磷光
  • 批准号:
    51873077
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    杨兵
  • 依托单位:
高效率激基缔合物发光材料的设计、合成与光电性能
  • 批准号:
    51673083
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    杨兵
  • 依托单位:
热激子反系间窜越荧光材料实现100%内量子效率的理论和实验探索
  • 批准号:
    51473063
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    84.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    杨兵
  • 依托单位:
国内基金
海外基金