深圳子科生物報(bào)道：華東師范大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院徐林教授課題組在超分子熒光調(diào)控領(lǐng)域研究取得重要進(jìn)展。利用光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(Photo-induced Electron Transfer, PET)和分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(Intramolecular Charge Transfer, ICT)的精準(zhǔn)調(diào)控策略，通過PET和ICT轉(zhuǎn)換克服重金屬配位組裝對(duì)熒光淬滅的不利影響并實(shí)現(xiàn)組裝后熒光量子效率提高以及波長位移放大，實(shí)現(xiàn)“組裝不利效應(yīng)”向“組裝有利效應(yīng)”的轉(zhuǎn)變，從理性層面指導(dǎo)高熒光量子效率、寬程發(fā)射的超分子熒光金屬組裝體的設(shè)計(jì)與構(gòu)筑。研究成果以“Switchable organoplatinum metallacycles with high quantum yields and tunable fluorescence wavelengths”為題發(fā)表在《自然·通訊》（Nature Communications）上（Nat. Commun., 2019, 10, 4285）。

自從1987年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予在超分子化學(xué)領(lǐng)域做出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家以來，超分子化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一門和材料科學(xué)、生命科學(xué)、信息科學(xué)以及環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域相互融合和交叉的前沿學(xué)科。作為超分子化學(xué)研究的核心內(nèi)容之一，自組裝被認(rèn)為是在分子以上層次創(chuàng)造新物質(zhì)和產(chǎn)生新功能的重要手段。

近年來，化學(xué)家們通過配位鍵導(dǎo)向自組裝高效構(gòu)筑了大量結(jié)構(gòu)精美的超分子金屬自組裝體系?；谄湓趥鞲小⒋呋?、信息存儲(chǔ)、光捕獲、疾病診療等領(lǐng)域的應(yīng)用前景，超分子熒光金屬組裝體系引起了廣泛的研究興趣。但是，由于配位重金屬的熒光淬滅性以及配位鍵的動(dòng)態(tài)可逆性，構(gòu)筑高熒光量子效率、熒光發(fā)射波長可寬程精細(xì)調(diào)控的超分子熒光金屬組裝體一直是該領(lǐng)域的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。

徐林教授是楊海波教授領(lǐng)導(dǎo)的超分子化學(xué)團(tuán)隊(duì)重要研究骨干，長期從事超分子熒光化學(xué)領(lǐng)域的研究。前期，徐林教授在國際上率先通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)實(shí)現(xiàn)了配位組裝過程和機(jī)理的高靈敏、無損傷、原位監(jiān)測和研究，解決了超分子配位組裝過程和機(jī)理難以實(shí)時(shí)監(jiān)測的難題（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 9459）；在深入理解配位組裝過程和機(jī)理的基礎(chǔ)上，發(fā)展了限域配位自組裝新策略，構(gòu)筑了穩(wěn)定性增強(qiáng)、功能強(qiáng)化的有機(jī)無機(jī)雜化超分子熒光材料，解決了超分子配位組裝體穩(wěn)定性弱的問題（J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 5049）；此外，發(fā)展了分子尺寸可控伸縮的輪烷樹枝狀分子的合成新方法，有望實(shí)現(xiàn)智能響應(yīng)型熒光功能材料的高效制備（Nat. Commun., 2018, 9, 3190）。

在前期研究工作的基礎(chǔ)上，近期，徐林教授通過合理的分子設(shè)計(jì)，合成了光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(PET)和分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)可精準(zhǔn)調(diào)控的超分子熒光基元。在熒光基元與重金屬Pt (II)配位過程中，抑制了熒光基元中吡啶孤對(duì)電子的PET效應(yīng)，導(dǎo)致組裝后熒光量子效率提高；此外，Pt (II)與吡啶的配位還會(huì)增強(qiáng)吡啶的拉電子效應(yīng)，引起ICT效應(yīng)的加劇，從而導(dǎo)致組裝后組裝體的波長位移放大，實(shí)現(xiàn)超分子熒光金屬組裝體熒光寬程發(fā)射。值得注意的是，在傳統(tǒng)的Pt-吡啶配位組裝體中，由于難以實(shí)現(xiàn)通過吡啶基對(duì)組裝基元的PET和ICT調(diào)控，Pt (II)的重金屬效應(yīng)往往導(dǎo)致超分子金屬組裝體的熒光減弱或淬滅，并較難實(shí)現(xiàn)對(duì)組裝體的熒光性質(zhì)的精細(xì)調(diào)控。

需要指出的是，該系列超分子熒光金屬組裝體的發(fā)光機(jī)理以及調(diào)控機(jī)制通過對(duì)照控制實(shí)驗(yàn)、輻射躍遷與非輻射躍遷分布實(shí)驗(yàn)、時(shí)間相關(guān)單光子計(jì)數(shù)法（Time-Correlated Single Photon Counting, TCSPC）以及含時(shí)密度泛函理論（Time-Dependent Density Functional Theory, TD-DFT）等進(jìn)行了驗(yàn)證。

基于該系列超分子熒光金屬組裝體優(yōu)異的熒光性能，制備了可加工熒光薄膜、具有防偽打印性質(zhì)的熒光墨水等多種超分子熒光材料。例如，在肉眼觀察下，所制備的材料為本底白色并不呈現(xiàn)任何圖案，而在簡單便攜式熒光儀的照射下，所制備的材料立即呈現(xiàn)出不同顏色、強(qiáng)熒光的中國結(jié)圖案。該系列超分子熒光材料有望實(shí)現(xiàn)在智能響應(yīng)、信息存儲(chǔ)和光信息防偽等領(lǐng)域的應(yīng)用。

華東師范大學(xué)博士研究生朱俊龍同學(xué)為該論文的第一作者，化學(xué)與分子工程學(xué)院徐林教授和楊海波教授為共同通訊作者，華東師范大學(xué)為第一作者單位和唯一通訊作者單位。工作中部分光譜研究和理論計(jì)算研究分別得到了華東師范大學(xué)精密光譜國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳縉泉研究員和孫海濤研究員課題組的支持與幫助。

原文標(biāo)題：

Switchable organoplatinum metallacycles with high quantum yields and tunable fluorescence wavelengths