聚集诱导荧光超分子笼领域研究获新进展

近日，广州大学大湾区环境研究院王平山教授，谢廷正教授联合美国Akron大学Newkome教授，在聚集诱导荧光（AIE）超分子笼领域研究方面取得新进展。相关研究发表于英国皇家化学会旗舰期刊Chemical Science。王平山教授、谢廷正教授、Newkome教授为该论文通讯作者，张哲副教授及2021级博士研究生白栖霞为第一作者，广州大学为论文第一通讯单位。

相对于成熟的无机发光材料，有机发光材料的应用研究尚处在攻关阶段，但是其分子结构设计修饰的灵活性和材料功能的可调谐及预计性逐步被业界认可，已成为材料学、化学、物理学和电子学等领域共同关注的研究热点，具有潜在的巨大商机。尤其自从AIE现象被报道以来，基于各种荧光基团比如六苯基硅、四苯乙烯和9,10-二苯基蒽等的有机发光材料被陆续探索出来，并广泛用于光电子学、生物传感器、细胞成像等其他领域。

随着AIE效应的强力发展，化学家们也尝试将这类系统引入超分子领域。然而，AIE现象的产生目前仅限于在配体或超分子中引入具有AIE效应的基团，此外，具有AIE特性的荧光有机配体与金属离子配位后往往会引起荧光淬灭。因此，通过传统有机配体进行设计和制造具有AIE特性的荧光可调控的超分子笼仍然是一个挑战。

该工作报道了一个使用聚集导致荧光淬灭（ACQ）的有机配体通过协同空间位点阻力效应获得显著AIE效应的超分子笼，该分子笼为立方八面体形状，具有一个直径约为6纳米的巨大空腔。其中配体（L1, L2）表现出传统的ACQ特征，而超分子笼（S1）在与Zn2+配位后观察到了明显的AIE现象。

有意思的是，在高分辨透射电子显微镜下，可以观察到这两种立方八面体超分子笼通过阴离子的胶联作用分级自组装成具有单超分子宽度的微米级长度的纳米带。同时，该类超分子可用于结合锌卟啉客体。因此，该类超分子笼在单分子催化、高灵敏度荧光传感器等领域显示出潜在的应用前景。

在本项研究工作中，作者提出了制造荧光金属配位超分子笼的新策略，为新的AIE分子的设计和合成提供了新的见解，探索了超分子笼在传感、主客体化学和可调控发光材料方面有潜在的应用，这对金属有机超分子发光材料的设计与制备有着重要意义。

该研究工作得到了国家自然科学基金、广东省“珠江人才计划”、广东省自然科学基金等项目的支持。