南京大学王乐勇/南航胡晓玉《JMCA》:可进行连续两步高效能量转

发布时间：2020-05-10 08:56:08 来源：自考网

太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，如何对之加以有效利用已引起科研人员的广泛关注。近年，受自然界绿色植物和光合细菌对光能高效捕获过程的启发，基于超分子策略构建新型的人工光捕获体系成为研究热点之一。相较于传统的人工光捕获体系，超分子人工光捕获体系具有制备简单且易于调控等诸多优点，得到科研工作者的青睐与关注。在这一领域，国内南开大学刘育课题组、国家纳米中心刘鸣华课题组，中科院理化所吴骊珠课题组、扬州大学刁国旺课题组、华南理工曹德榕课题组，南开大学郭东升课题组，北师大杨清正课题组、四川大学张张仕勇课题组，西安交大张明明课题组等做出了出色的研究工作，为未来的发展打下了良好的基础。

最近，南京大学王乐勇课题组与南京航空航天大学材料科学与技术学院胡晓玉课题组合作利用具有聚集诱导发光（AIE）性质的苯基肉桂腈衍生物（BPT）作为供体，在水溶性柱[5]芳烃（WP5）的诱导下，成功构筑了可进行连续两步高效能量转移的超分子人工光捕获体系（图1）。

图1.超分子人工光捕获体系构筑及能量转移示意图

研究发现，基于BPT与WP5的主客体组装，疏水染料分子4,7-双（噻吩-2-基）-2,1,3-苯并噻二唑（DBT）能够被有效地包载到超分子组装体的疏水层中作为第一步的能量受体分子。当给体BPT/受体DBT=6500:1时，即可实现明显的荧光共振能量转移（FRET），同时伴随荧光的颜色由浅蓝色变为亮绿色（图2和4）。此外，当给体BPT/受体DBT为350:1时，可以得到很高的天线效应（40.7），在水溶液中可以作为一个优秀的光捕获天线，实现光能的高效捕获和利用。

图2.第一步荧光共振能量转移过程

随后，当向体系中进一步加入第二步受体分子尼罗红（NiR）时，DBT的荧光强度逐渐降低，而NiR的荧光强度却逐渐增强，表明能量逐渐地从DBT转移到NiR，实现了能量的两步连续转移，同时伴随荧光颜色也由亮绿色变为亮红色（图3和4）。当BPT:DBT:NiR=350:1:1时，第二步能量转移的天线效应可以达到20.1，能够实现能量的连续两次高效转移。

图3.第二步荧光共振能量转移图

最后，进一步通过CIE色域图研究发现，当调节给体与受体分子的比例为350:1:0.75时，可以得到很强的白色荧光发射（CIE坐标:0.32,0.33），为构筑水相白色荧光材料提供了新的策略，同时该体系在可见光催化中亦具有潜在的应用价值（图4）。

图4.(a)CIE色域坐标图:能量转移对应的色域坐标轨迹(b)白色荧光光谱图

英文原题：Highlyefficientartificiallight-harvestingsystemwithtwo-stepsequentialenergytransferbasedonsupramolecularself-assembly

通讯作者：胡晓玉，王乐勇

文章作者：GuangpingSun(孙广平),WeiruiQian(钱伟瑞),JianminJiao(焦建敏),TingtingHan(韩亭亭),YukunShi(石钰坤),Xiao-YuHu(胡晓玉)andLeyongWang(王乐勇)

名称：材料科学前沿

ID：MaterialFrontiers

立志打造材料领域有特色的新媒体

投稿、荐稿、爆料：editor@polysci.cn

南京大学王乐勇/南航胡晓玉《JMCA》:可进行连续两步高效能量转

关于南京大学文学院古文字学强基班

自考的经济效益：成本与回报评估

江苏自考、专升本|南京成考专升本要考什么?

成人自考论文怎么撰写？

自考毕业论文如何研究选题？

南开大学合作报道一种可用作人工肌肉的聚合物共价有机框架