对称性苝二酰亚胺-阿普斯特中间胺的光电特性、自组装形貌及聚集行为研究

本研究针对苝二酰亚胺（PDI）在光电功能材料中的聚集行为调控问题，由研究人员设计合成了一种新型对称性PDI分子，该分子携带阿普斯特中间胺结构。通过光谱与电化学分析，证实其具有典型的J-聚集行为和聚集导致猝灭（ACQ）效应，自组装形成晶状碎裂角颗粒形貌，为有机光电材料的设计提供了新思路。

　　

当前研究致力于设计并合成一种带有阿普斯特中间胺的对称性苝二酰亚胺（Perylene Diimide, PDI）分子。该类分子凭借优异的热稳定性、光学性能与氧化还原特性，在光电器件、化学-生物传感、液晶及光催化等领域展现出广阔前景。

紫外-可见吸收光谱分析显示，该PDI分子在523、488和456纳米处呈现三个特征吸收峰；荧光光谱则显示出两个显著发射峰（527与564纳米）及一个较弱峰（614纳米）。通过计算获得的LUMO能级（E_LUMO）为-4.039 eV，HOMO能级（E_HOMO）为-6.031 eV，与电化学及光学测量得到的实验值（E_LUMO = -3.156 eV，E_HOMO = -5.390 eV）较为吻合。

在水/四氢呋喃混合溶剂体系中，随着水比例从10%升高至60%，PDI（10 μM）的吸收强度仅发生轻微变化；而当水含量进一步提高至70%–90%时，吸收强度下降并出现红移，表明J-聚集体的形成。荧光发射研究显示，随水含量从20%增至90%，PDI的发射强度逐渐降低，表现出典型的聚集导致猝灭（Aggregation-Caused Quenching, ACQ）现象。

形态学研究表明，随着水含量增加，PDI从单体状态逐渐自组装形成具有明显黄色发射的J-聚集体，其形貌呈现晶状、碎裂的角颗粒结构。这一发现为理解PDI类材料的聚集行为及其在光电应用中的性能调控提供了重要依据。