课题基金 / 基金详情

高天线效应的人工模拟光捕获体系:AIEE型共轭聚合物主体超分子交联网络

批准号:
22071066
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
曹德榕
依托单位:
学科分类:
超分子化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹德榕

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
目前人工光捕获体系(ALHS)主要由小分子主体及其超分子聚合物来制备,但其捕光天线数目和捕光范围尚有待完善;而基于传统聚合物的ALHS制备步骤复杂,且聚集引起的荧光淬灭会导致能量损失。本项目针对这些ALHS急需解决的关键问题,首次制备AIEE型共轭聚合物主体超分子交联网络(CPSN)作为ALHS。拟合成的CPSN具有以下特点:1、共轭聚合物主体分子由多个带有主体基团的共轭单元组成,捕光天线和活性中心的数量高;2、共轭聚合物链具有分子导线作用和信号放大效应,且吸收和激发波长可调;3、AIEE基团可有效避免荧光淬灭;4、多齿共轭客体不仅可作为能量受体,还可作为交联剂形成交联的超分子网络,促进能量的高效转移,且通过更换客体实现发光颜色可调。本项目将系统研究CPSN体系的基本科学问题,探索其天线效应的影响因素和一般规律,开发一类具备超高天线效应的ALHS,为太阳能的高效利用提供新材料。
英文摘要
It is of great significance to solve the energy crisis by mimicking photosynthesis and constructing artificial light-harvesting systems (ALHS). It is an important way to enhance the light-harvesting property by increasing the antenna effect of ALHS. This project focuses on the design and synthesis of novel AIEE conjugated polymeric supramolecular cross-linking network (CPSN) and their applications as ALHS. CPSN is structured through self-assembly of a well-designed ALEE conjugated polymeric host P and conjugated ditopic guests G for the first time. The host P, which can act as molecular wire and have signal amplification effect because of its AIEE (Aggregation-Induced Emission Enhancement) moiety and conjugated polymer chains, ensures the highly efficient energy transfer. The ditopic guests G can act not only the guests, but also a cross-linker, ensuring the formation of CPSN and efficient energy transfer. The basic scientific topics of CPSN, such as the light-harvesting performance, the host-guest interactions, energy transfer process and regulation mechanism will be studied, revealing the general scientific principles of the system, such as the relationship between the performance of the ALHS and the structure of CPSN. This design of CPSN might open up a novel promising ALHS which can greatly increase the antenna effect. This project has important significance for the development of efficient ALHS with high energy transfer capacity and applications in the field of utilization of solar energy.
目前人工光捕获体系(ALHS)主要由小分子主体及其超分子聚合物来制备,但其捕光天线数目和捕光范围尚有待完善;而基于传统聚合物的ALHS制备步骤复杂,且聚集引起的荧光淬灭会导致能量损失。本项目针对这些ALHS急需解决的关键问题,制备AIEE型共轭聚合物主体超分子交联网络(CPSN)作为ALHS。主要研究结果如下:1、合成了一系列具有高捕光效率和能量转移效率的CPSN,其中具有正交支架结构的超分子网络(AOSN)显示超高的天线效应(72.4),创造了报道时的世界纪录(2022年),为太阳能的高效利用提供新材料;2、发现CPSN体系的构效关系和一般规律:1)、共轭聚合物主体分子中柱芳烃主体基团的引入可有效避免荧光淬灭;2)、源于柱芳烃主体与多齿共轭客体之间的主客体作用的交联可促进荧光增强;3)、共轭聚合物链具有分子导线作用和信号放大效应;4)、 主客体发射光谱之间的完美重叠;3、设计并合成了螺帽芳烃等新型大环主体分子,并作为吸附分离材料应用于丙烯/丙烷的吸附分离。4、提出了超分子环化诱导荧光增强策略,成功制备了柱芳烃超分子荧光探针,并应用于精胺等生物分子的高选择性和高灵敏检测。
具有超分子环化诱导荧光增强功能的高 选择性超分子荧光探针的合成与应用研 究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    曹德榕
  • 依托单位:
柱芳烃光电功能材料的设计、合成与应用
  • 批准号:
    21772045
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    曹德榕
  • 依托单位:
柱芳烃聚合物荧光探针的合成及其结构和性能研究
  • 批准号:
    21572069
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    30.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    曹德榕
  • 依托单位:
双捕光染料分子的设计合成及其敏化太阳电池性能研究
  • 批准号:
    21272079
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    曹德榕
  • 依托单位:
国内基金
海外基金