能发光的有机纳米纤维问世

　　日前，中国科学院化学研究所研究员姚建年领导课题组，利用表面活性剂胶束提供的微环境以及分子间π-π相互作用的协同效应，制备了一种可电致发光、表现出特殊光学性能的纳米纤维。这一重要进展，对有机纳米材料的形貌调控、理解维度对有机晶体电子结构的影响以及有机纳米材料在新型光电器件中的应用研究都有重要意义。 　　姚建年介绍，迄今为止，纳米尺度下的金属和半导体已成功实现了尺寸和形貌的调控并发现其电子结构依赖于材料的尺寸和维度。在纳米材料的研究中，人们也发现了有机体系中有别于无机体系的尺寸效应。同样，对有机纳米材料形貌调控以及形貌对其电学和光学性能的影响，也将成为材料研究中的重要科学问题。在国家自然科学基金委、科技部、中科院的支持下，姚建年领导化学所光化学中科院重点实验室研究人员组成的课题组，开展了有机纳米纤维的制备及光学特异性领域的研究。 　　材料研究发现，表面活性剂分子的水溶液在超过其临界胶束浓度(CMC)时将形成球状胶束。胶束内部的烷基链提供了一个憎水区域，从而实现对有机分子的增溶效应。外加物的引入，则将诱导表面活性剂分子形成棒状胶束，在1,3-二苯基-2-吡唑啉〔DP〕分子间π-π相互作用以及胶束模板的限域作用的协同作用下，分子不断堆积最终形成纳米纤维。 　　为进一步探讨DP纳米纤维的制备条件及其光谱性能，姚建年领导研究人员进行了深入研究。他们通过控制目标化合物分子与表面活性剂的摩尔比，实现了对DP纳米结构的形貌调控，发现当摩尔比值大于2.0时，纳米纤维形成，纤维的直径可由摩尔比值调控；摩尔比值小于2.0时，DP分子形成纳米颗粒。研究发现：在纳米纤维中，DP分子有序排列，吸收光谱420纳米处出现J-聚体(分子聚体的一种，当分子跃迁偶极矩与分子连线的夹角小于54°时，称J-聚体；大于54°时称H-聚体)的吸收峰，且随摩尔比值增大，相对强度增大；同时，由于环境刚性增强和分子有序性的增加，发射峰窄化。 　　姚建年说，基于吡唑啉类化合物优异的光学性能、DP纳米纤维的制备以及J-聚体的形成，将使其在光电器件的研制中具有重要用途，并为有机纳米材料的制备和形貌的调控提供了新的思路。这一研究成果在近期出版的国际著名期刊《德国应用化学》发表前，获得了审稿人的高度评价，被称为开创了一种制备特殊几何形状纳米粒子“巧妙而又新颖”的方法。