Предоставлено: группа профессора Хун Маочуна.

Фотолюминесцентные металлоорганические каркасы (PL-MOF) стали многообещающим классом люминесцентных материалов, реагирующих на стимулы, благодаря их широкому спектру оптоэлектронных применений, особенно в восприятии люминесценции.

В последние годы несколько исследований показали, что люминесценция MOF может реагировать на стимул давления. Тем не менее, люминесцентный отклик в режимах от слабого до низкого давления, который требует более высокой чувствительности материалов, чувствительных к давлению, до сих пор не был реализован в PL-MOF.

Недавно исследовательская группа под руководством профессора Хун Маочуна из Фуцзяньского института исследований структуры вещества Китайской академии наук сообщила о люминесценции, зависящей от давления газа, из металлоорганического каркаса на основе AIEgen.

Исследование было опубликовано в Nature Communications 19 апреля.

Агрегационно-индуцированное излучение (AIE) относится к явлению, при котором органические люминесцентные группы проявляют более высокую эффективность фотолюминесценции в агрегированном состоянии, чем в растворе, а ограничение внутримолекулярных движений (RIM) является основной причиной возникновения AIE.

Закрепление хромофоров AIE в MOF не только обеспечивает платформу для дальнейшего понимания механизма AIE, но также дает возможность исследовать привлекательные оптические свойства новых матриц.

Внедрив новый люминоген AIE (AIEgen) в качестве лиганда, исследователи получили MOF на основе AIEgen под названием FJI-H31. В FJI-H31 внутримолекулярные движения группы AIE могут быть обратимо точно настроены молекулами газа , что приводит к заметному и непрерывному изменению интенсивности люминесценции и, наконец, к реализации первого фотолюминесцентного MOF, чувствительного к давлению газа.

Сначала они синтезировали FJI-H31(Gd) с использованием лиганда с Gd ³⁺ , и интенсивность люминесценции FJI-H31(Gd) постепенно увеличивалась с повышением давления газообразного азота с хорошей линейной зависимостью.

Затем они постепенно заполняли FJI-H31(Gd) различными газами ( углекислым газом , аргоном и воздухом), и интенсивность флуоресценции показывала постепенное линейное увеличение с повышением давления газа.

Кроме того, FJI-H31(Gd x Eu _1-x ), полученные при введении различных соотношений ионов Eu ³⁺ , имели двухэмиссионное центральное свечение лиганда и ионов Eu ³⁺ , а интенсивность флуоресценции двухэмиссионных центров показывала постепенное усиление с увеличением давления газа. «Двухэмиссионный люминесцентный MOF обогащает цвет люминесценции и повышает точность обнаружения», — сказал профессор Хонг.