编辑推荐：
在晶体工程领域，多组分固体的多晶型研究意义重大。为解决难以获取具有不同光化学和光机械响应的多晶型双组分体系问题，研究人员基于苄基酸（Bza）设计多组分固体。他们得到两种多晶型物，展现出不同光化学和光机械行为，这为定向多晶型研究提供新思路。
在化学和材料科学的奇妙世界里，设计和合成功能性晶体固体一直是科研人员热衷探索的领域。晶体工程作为一门致力于合理设计分子固体的学科，就像一把神奇的钥匙，为创造具有各种独特性能的新材料打开了大门，这些新材料在制药、柔性晶体、光电子材料等众多领域都有着广泛的应用前景。
在众多晶体研究中，多组分固体的设计合成备受关注。多组分固体主要分为共晶体和有机盐两类，而它们的多晶型现象从结构和性能工程的角度来看至关重要。本研究聚焦于基于苄基酸（Bza）的多组分固体，旨在引导有机固体中的 [2 + 2] 均二聚反应。Bza 在化学领域并不陌生，它常出现在 Benzil - Benzilic acid 重排反应中，近年来还被用作模板，诱导原本不具光反应性的芪唑衍生物产生光反应，展现出了强大的合成子稳定性和大合成子模块化特性。
然而，在探索的道路上并非一帆风顺。尽管科研人员在 Bza - 芪唑衍生物体系的研究中付出诸多努力，但仅发现了一种多晶型体系。更遗憾的是，该体系中不同多晶型的光化学和光机械性能相似。这是因为不同多晶型中的合成子具有较高的相似性，而合成子多晶型现象极为罕见，对功能基团的性质和位置有着严格的限制。这一困境让科研人员陷入思考：如何突破这种限制，获取具有明显不同光化学和光机械响应的多晶型双组分体系呢？
为了解开这个谜团，来自印度海得拉巴校区贝拉技术科学学院（Birla Institute of Technology and Science, Pilani, Hyderabad Campus）的研究人员 Mollah Rohan Ahsan 和 Arijit Mukherjee 踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Communications Chemistry》上，为该领域带来了新的曙光。
研究人员采用了一系列先进的技术方法。在合成方面，通过文献报道的方法制备了（E） - 3 -（2 -（吡啶 - 4 - 基）乙烯基）苯甲醛（1）。在晶体研究中，运用了多种结晶实验方法，如溶液结晶、熔体结晶和液体辅助研磨（LAG） 来获取不同晶型。借助单晶 X 射线衍射和粉末 X 射线衍射（PXRD）技术，精确解析晶体结构。利用差示扫描量热法（DSC）对晶体的热特性进行分析，通过光化学和光物理研究，如宽带 UV 辐射、1H NMR、LC - MS、固体 UV - vis 吸收光谱和荧光光谱等手段，深入探究晶体的光化学和光物理行为。
研究人员首先尝试将 Bza 与 1 共结晶，得到了块状晶体，属于 Bza - 1 - Form I 晶型。在这个晶型中，Bza 与 1 通过电荷辅助的 O???N?氢键相互作用，且存在特定的 C - H???O 相互作用，分子间的排列方式使得 [2 + 2] 光二聚反应难以发生，为后续的光反应行为埋下了伏笔。研究人员并未满足于此，他们进行了详尽的多晶型筛选。在常规条件下，仅能得到 Form I。但他们巧妙地利用可逆亚胺交换反应，加入不同量的苄胺（2）来扰动平衡，最终成功得到了新的晶型 Bza - 1 - Form II。
对这两种晶型进行深入研究后，发现它们在热性能、光化学行为、光机械响应和光物理行为等方面存在显著差异。热分析结果显示，Form II 在 96.5℃ - 124.8℃会发生固态多晶型转变为 Form I，这一现象通过 DSC 分析和热台显微镜观察得到了验证。在光化学行为上，Form I 在宽带 UV 辐射下，发生部分顺反异构化，没有光二聚体生成；而 Form II 则定量地形成了 [2 + 2] 头 - 尾（h - t）光二聚体。光机械响应方面，Form I 的块状晶体在 UV 照射下表面出现裂纹，颜色逐渐变黑；板状晶体则发生固 - 液转变。Form II 晶体在 UV 照射下同样发生固 - 液转变，且生成了光二聚体。光物理行为研究表明，Form II 的吸收峰红移，具有更长的平均寿命，意味着其分子间电荷转移（CT）相互作用更强。
从这些丰富的研究结果中，研究人员得出了一系列重要结论。首先，利用强受体在几乎正交方向上的作用，能够影响大合成子的形成，抑制之前研究中常见的 LSAM - 1，形成不同的 LSAM - 2，进而得到更稳定的多晶型（Form I），这为定向多晶型研究提供了全新的思路。其次，两种多晶型固体展现出截然不同的光化学性质，这在多组分固体的多晶型研究中尚属首次发现。再者，多晶型在光机械行为上也存在差异，且这种差异源于不同的原因，这在多组分固体领域是前所未有的发现。此外，利用亚胺交换反应促进 Form II 的形成，为多晶型筛选提供了新的方法。
这项研究的意义非凡。它不仅为晶体工程领域提供了调控多晶型双组分固体性能的新策略，而且拓展了人们对多晶型现象的认识。通过调节长程合成子构建模块（LSAM），实现了对多种性能的同时调控，这符合第三代晶体工程的理念，将晶体工程的研究范围扩展到更广阔的领域，为材料科学的发展注入了新的活力，有望推动相关领域的进一步创新和突破。
