应变能调控四苯基乙烯聚集诱导发光特性的分子设计新策略

来自国际前沿的研究团队针对聚集诱导发光(AIE)分子调控难题，创新性地利用环对苯撑(CPPs)的应变能调控四苯基乙烯(TPE)的锥形交叉(CI)可及性，成功实现了对非辐射衰变路径的精准控制。通过合成不同尺寸和endo/exo构型的TPE-CPPs体系，结合DFT计算和瞬态吸收光谱，揭示了应变能通过稳定/提升过渡态(TS)来调控AIE特性的新机制，为智能发光材料设计提供了全新思路。

　　

这项突破性研究揭示了应变能在调控发光材料性能中的神奇作用。科研人员巧妙地将环对苯撑(CPPs)的分子张力引入四苯基乙烯(TPE)体系，就像给分子装上"弹簧"一样，通过精确控制其机械应变程度，实现了对聚集诱导发光(AIE)特性的开关式调控。

实验团队设计合成了具有不同环尺寸(即[n]CPPs中苯环数量n变化)和endo/exo乙烯基构型的TPE-CPPs系列分子。有趣的是，与传统TPE大环化合物相反，具有内向(endo)构型的TPE-CPPs表现出显著AIE效应，而外向(exo)构型则无此特性。这种"分子体操"般精妙的构效关系，通过时间分辨光谱技术和密度泛函理论(DFT)计算得到完美诠释。

分子层面的机制研究表明，CPPs产生的应变能会像"分子扳手"一样扭曲TPE骨架，进而改变其激发态势能面(PES)的拓扑结构。这种应变诱导的分子变形可以稳定或抬高过渡态(TS)，就像设置不同高度的"能量门槛"，从而精确调控分子到达锥形交叉(CI)的难易程度。当CI难以到达时，激发态分子选择辐射跃迁路径，产生明亮的AIE现象；反之则通过非辐射途径耗散能量。

该研究不仅为理解AIE机制提供了全新视角，更开创了通过机械应变能调控发光性能的"分子工程"新范式。就像用纳米尺度的"应力调节旋钮"来控制分子发光行为，这种创新策略为开发智能响应型光学材料、生物传感器等应用开辟了崭新道路。