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我校張玉建副教授在國際頂級期刊《德國應用化學》上發表研究論文(圖)

來源:工學院 發布日期:2019-04-18
        近日,我校工學院張玉建副教授在國際頂級學術期刊《Angewandte Chemie》上發表了一項題為“Excitation Wavelength-Dependent Fluorescence of an ESIPT Triazole Derivative for Amine Sensing and Anti-Counterfeiting Applications”的最新研究成果。
        據悉,《Angewandte Chemie》(德國應用化學,Nature index 期刊)是Wiley-VCH旗下著名的旗艦刊物之一,同時也化學領域的世界級頂級期刊,主要刊登創新性強的通訊類文章,影響因子(IF2018)為12.1。
        激發波長可依賴的熒光(Excitation wavelength-dependent emission)是一種在改變激發能量(波長)時,其熒光顏色(發射波長)會發生變化,在防偽、生物成像上具有潛在的應用價值。目前,具有激發波長依賴性質的熒光材料主要有以下兩類:納米材料(碳/硅量子點)和金屬配合物。相對于上述材料,純有機小分子具有可加工,易修飾,生物相容性好的特點。根據卡莎規則(Kasha′s Rule),光子(熒光)從高能激發態經過內轉換弛豫到最低激發態,然后經過輻射躍遷發射出熒光,顯然發射波長與激發光的能量是無關的。特別在聚集態下,熒光分子的上述內轉換速率(約為10-12 s)會更快。因此,如何設計、構筑具有激發波長依賴的有機熒光材料依然是該領域亟待解決的難題。
(備注:掃描橙色二維碼,可鏈接湖州師范學院主頁)

        針對以上難題,湖州師范學院張玉建博士課題組巧妙地將激基締合物(Excimer)引入到激發態質子轉移(ESIPT)分子中,形成多種非平衡的激發態(LE態,Excimer,ESIPT的酮式)。然后,通過改變激發能量調控激發態的內轉換通道,最終實現激發波長依賴的熒光性質。結果表明,分子的晶體粉末在高能量激發(小于350nm)時,形成ESIPT的酮式結構,觀察到的是橙色熒光。而在低能量波長(大于365nm)的光照射下,激基締合物發光起著主導作用,熒光顏色變為淺綠色。將該熒光分子制成二維碼,在自然光下其不可見,然而在365nm的紫外燈照射下,可觀察到淡綠色的二維碼。有趣的是在254 nm紫外光激發下得到一個可掃描的橙色二維碼,達到防偽的目的。同時,該熒光分子能高靈敏地識別環境中的胺衍生物,對氨氣(NH3)檢測限可以低至14.1 ppm。比如將秋刀魚30 ℃環境放置兩天,檢測試紙上的熒光材料將從淡綠色變為亮綠色,以上結果說明該試紙可高靈敏地識別動物蛋白的腐爛。以上結果表明,通過控制多種非平衡激發態的弛豫通道實現激發波長依賴熒光的設計思路是可行的,同時也為制備有機防偽材料開辟了新的道路。

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