综述：高压下压致变色材料实现发光增强的策略

这篇综述系统总结了纯有机压致变色材料(PCMs)在高压下实现发光增强的最新研究进展。文章从分子构象、堆积模式等角度深入探讨了压致发光增强机制，重点阐述了聚集诱导发光(AIE)现象与压致变色效应之间的内在联系，为设计高性能PCMs提供了重要理论框架。

　　

压致变色材料(PCMs)作为一类刺激响应材料，因其在外界压力下可调控的光致发光特性，在机械传感器、安全纸张和存储设备等领域备受关注。然而大多数固态有机材料在高压下会出现压致猝灭(PIQ)现象，这严重限制了PCMs的实际应用。如何从分子层面设计具有压致发光增强特性的材料，成为拓展PCMs应用的关键科学问题。

聚集诱导发光(AIE)现象为解决这一难题提供了新思路。与传统荧光团不同，AIE活性分子在聚集态表现出显著增强的发光特性。其核心机制被归纳为分子内运动受限(RIM)，包括分子内旋转受限(RIR)和分子内振动受限(RIV)。当AIE材料受到外界压力时，增强的分子间相互作用能更有效地抑制分子内运动和振动，减少非辐射能量耗散，从而显著提高发光效率。

具有扭曲结构的分子如四苯基乙烯(TPE)及其衍生物在高压下表现出独特的压致发光增强行为。研究表明，当压力超过1.44 GPa时，芳香C-H···π和C-H···C相互作用的形成和强化能有效限制芳香环的运动，减少非辐射能量损失。类似地，1,2,3,4-四苯基-1,3-环戊二烯(TPC)晶体在1-10 GPa压力范围内也显示出明显的发光增强，这归因于新形成的C-H···C氢键导致的RIR效应。

平面共轭分子同样可以实现压致发光增强。咔唑晶体在1.0 GPa以下表现出显著的发光增强，这主要源于增强的N-H···π相互作用抑制了N-H伸缩振动。三苯并环戊二烯(truxene)晶体在3.0 GPa以下发光强度增加7倍，量子产率从1.78%提高到10.17%，这得益于分子间相互作用的增强使二聚体构象刚性化。菲晶体在1.65 GPa下发光强度异常增强约5倍，这被归因于压力诱导的π电子跨环离域效应。

分子构象变化对压致发光增强具有决定性影响。以偶氮苯衍生物AN-Azo-AN为例，压力诱导的分子平面化增强了分子内共轭，同时二面角的竞争性变化调控了发光行为。在ESIPT(激发态分子内质子转移)体系4MPP-BVC中，压力促进的O-H···N分子内相互作用显著增强了ESIPT过程。特别有趣的是，TBPMCN晶体在2.0-5.0 GPa范围内表现出独特的发光增强，这源于氮原子从sp³到sp²的再杂化导致的"给体平面化"效应。

共晶工程为设计压致发光增强材料提供了新策略。通过卤键(I···N)组装的BIPY-DITFB共晶在高压下表现出从暗到亮的异常发光增强，这源于增强的I···N相互作用形成的新电荷转移(CT)态。硼-羰基共晶DPOB在低压区(<0.5 GPa)表现出明显的蓝移和发光增强，这归因于ICT活性降低和RIM过程。将四氢噻吩(THT)掺杂到苝-TCNB共晶中，通过调控π-π重叠和分子轨道分布，实现了45倍的发光增强。

室温磷光(RTP)材料的压致发光增强研究也取得重要进展。硒杂蒽(SeAN)晶体在高压下表现出独特的两阶段变化：第一阶段RTP逐渐增强并伴随轻微红移，这源于分子折叠二面角减小增强了自旋轨道耦合(SOC)；第二阶段则快速猝灭。IPA晶体在9.0 GPa下发光强度增强9.7倍，减压后获得Φ_P=40%和Φ_F=35%的高效白光发射，这得益于高压处理协同增强了SOC并减小了单重态-三重态能隙(ΔE_ST)。

尽管各种压致发光增强机制已被报道，但对其普遍性理解仍显不足。未来研究需要关注材料压致响应灵敏度和速度的优化，以及实际应用场景的拓展。通过精确调控分子构象和堆积模式，结合AIE机制和共晶工程等策略，有望开发出更多具有压致发光增强特性的高性能材料，为压力传感、数据存储和安全防伪等领域提供创新解决方案。