日前，中國科學(xué)院化學(xué)研究所研究員姚建年領(lǐng)導(dǎo)課題組，利用表面活性劑膠束提供的微環(huán)境以及分子間π-π相互作用的協(xié)同效應(yīng)，制備了一種可電致發(fā)光、表現(xiàn)出特殊光學(xué)性能的納米纖維。這一重要進(jìn)展，對(duì)有機(jī)納米材料的形貌調(diào)控、理解維度對(duì)有機(jī)晶體電子結(jié)構(gòu)的影響以及有機(jī)納米材料在新型光電器件中的應(yīng)用研究都有重要意義。
姚建年介紹，迄今為止，納米尺度下的金屬和半導(dǎo)體已成功實(shí)現(xiàn)了尺寸和形貌的調(diào)控并發(fā)現(xiàn)其電子結(jié)構(gòu)依賴于材料的尺寸和維度。在納米材料的研究中，人們也發(fā)現(xiàn)了有機(jī)體系中有別于無機(jī)體系的尺寸效應(yīng)。同樣，對(duì)有機(jī)納米材料形貌調(diào)控以及形貌對(duì)其電學(xué)和光學(xué)性能的影響，也將成為材料研究中的重要科學(xué)問題。在國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院的支持下，姚建年領(lǐng)導(dǎo)化學(xué)所光化學(xué)中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究人員組成的課題組，開展了有機(jī)納米纖維的制備及光學(xué)特異性領(lǐng)域的研究。
材料研究發(fā)現(xiàn)，表面活性劑分子的水溶液在超過其臨界膠束濃度(CMC)時(shí)將形成球狀膠束。膠束內(nèi)部的烷基鏈提供了一個(gè)憎水區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)分子的增溶效應(yīng)。外加物的引入，則將誘導(dǎo)表面活性劑分子形成棒狀膠束，在1,3-二苯基-2-吡唑啉〔DP〕分子間π-π相互作用以及膠束模板的限域作用的協(xié)同作用下，分子不斷堆積最終形成納米纖維。
為進(jìn)一步探討DP納米纖維的制備條件及其光譜性能，姚建年領(lǐng)導(dǎo)研究人員進(jìn)行了深入研究。他們通過控制目標(biāo)化合物分子與表面活性劑的摩爾比，實(shí)現(xiàn)了對(duì)DP納米結(jié)構(gòu)的形貌調(diào)控，發(fā)現(xiàn)當(dāng)摩爾比值大于2.0時(shí)，納米纖維形成，纖維的直徑可由摩爾比值調(diào)控；摩爾比值小于2.0時(shí)，DP分子形成納米顆粒。研究發(fā)現(xiàn)：在納米纖維中，DP分子有序排列，吸收光譜420納米處出現(xiàn)J-聚體(分子聚體的一種，當(dāng)分子躍遷偶極矩與分子連線的夾角小于54°時(shí)，稱J-聚體；大于54°時(shí)稱H-聚體)的吸收峰，且隨摩爾比值增大，相對(duì)強(qiáng)度增大；同時(shí)，由于環(huán)境剛性增強(qiáng)和分子有序性的增加，發(fā)射峰窄化。
姚建年說，基于吡唑啉類化合物優(yōu)異的光學(xué)性能、DP納米纖維的制備以及J-聚體的形成，將使其在光電器件的研制中具有重要用途，并為有機(jī)納米材料的制備和形貌的調(diào)控提供了新的思路。這一研究成果在近期出版的國際著名期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》發(fā)表前，獲得了審稿人的高度評(píng)價(jià)，被稱為開創(chuàng)了一種制備特殊幾何形狀納米粒子“巧妙而又新穎”的方法。
姚建年介紹，迄今為止，納米尺度下的金屬和半導(dǎo)體已成功實(shí)現(xiàn)了尺寸和形貌的調(diào)控并發(fā)現(xiàn)其電子結(jié)構(gòu)依賴于材料的尺寸和維度。在納米材料的研究中，人們也發(fā)現(xiàn)了有機(jī)體系中有別于無機(jī)體系的尺寸效應(yīng)。同樣，對(duì)有機(jī)納米材料形貌調(diào)控以及形貌對(duì)其電學(xué)和光學(xué)性能的影響，也將成為材料研究中的重要科學(xué)問題。在國家自然科學(xué)基金委、科技部、中科院的支持下，姚建年領(lǐng)導(dǎo)化學(xué)所光化學(xué)中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究人員組成的課題組，開展了有機(jī)納米纖維的制備及光學(xué)特異性領(lǐng)域的研究。
材料研究發(fā)現(xiàn)，表面活性劑分子的水溶液在超過其臨界膠束濃度(CMC)時(shí)將形成球狀膠束。膠束內(nèi)部的烷基鏈提供了一個(gè)憎水區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)分子的增溶效應(yīng)。外加物的引入，則將誘導(dǎo)表面活性劑分子形成棒狀膠束，在1,3-二苯基-2-吡唑啉〔DP〕分子間π-π相互作用以及膠束模板的限域作用的協(xié)同作用下，分子不斷堆積最終形成納米纖維。
為進(jìn)一步探討DP納米纖維的制備條件及其光譜性能，姚建年領(lǐng)導(dǎo)研究人員進(jìn)行了深入研究。他們通過控制目標(biāo)化合物分子與表面活性劑的摩爾比，實(shí)現(xiàn)了對(duì)DP納米結(jié)構(gòu)的形貌調(diào)控，發(fā)現(xiàn)當(dāng)摩爾比值大于2.0時(shí)，納米纖維形成，纖維的直徑可由摩爾比值調(diào)控；摩爾比值小于2.0時(shí)，DP分子形成納米顆粒。研究發(fā)現(xiàn)：在納米纖維中，DP分子有序排列，吸收光譜420納米處出現(xiàn)J-聚體(分子聚體的一種，當(dāng)分子躍遷偶極矩與分子連線的夾角小于54°時(shí)，稱J-聚體；大于54°時(shí)稱H-聚體)的吸收峰，且隨摩爾比值增大，相對(duì)強(qiáng)度增大；同時(shí)，由于環(huán)境剛性增強(qiáng)和分子有序性的增加，發(fā)射峰窄化。
姚建年說，基于吡唑啉類化合物優(yōu)異的光學(xué)性能、DP納米纖維的制備以及J-聚體的形成，將使其在光電器件的研制中具有重要用途，并為有機(jī)納米材料的制備和形貌的調(diào)控提供了新的思路。這一研究成果在近期出版的國際著名期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》發(fā)表前，獲得了審稿人的高度評(píng)價(jià)，被稱為開創(chuàng)了一種制備特殊幾何形狀納米粒子“巧妙而又新穎”的方法。
