記者17日從中國科學技術(shù)大學獲悉，該校張國慶教授團隊發(fā)現(xiàn)了有機分子之間相互作用的新模式——芳香酰亞胺與脂肪胺之間能夠形成穩(wěn)定的光誘導電荷轉(zhuǎn)移復合物。他們証明了該復合物可用於光誘導聚合、二氧化碳光還原、紫外儲能等領(lǐng)域。研究成果日前發(fā)表在《化學》上。

分子間的電荷轉(zhuǎn)移，即電子從給體分子向受體分子的移動，是物質(zhì)相互作用和化學反應中最為重要的物理過程。它在自然界中無處不在，在光合作用、呼吸作用等過程中扮演著不可或缺的角色。因此，解鎖新的電荷轉(zhuǎn)移機制，對理解自然界中復雜的光化學光物理過程、開發(fā)高效的有機合成方法和能量轉(zhuǎn)化技術(shù)至關(guān)重要。

理論上，通過合理地調(diào)控有機電子給體和受體分子的能級，構(gòu)筑較高的結(jié)合能壘，可以實現(xiàn)兩者在基態(tài)下不發(fā)生相互作用。而在電子激發(fā)態(tài)下，給受體對能夠通過電荷轉(zhuǎn)移發(fā)生相互作用，且在電子激發(fā)態(tài)退去后即使在基態(tài)也能穩(wěn)定。但迄今，僅能通過激發(fā)態(tài)形成的基態(tài)有機電子復合物還沒有被實現(xiàn)。

在前期工作基礎(chǔ)上，研究人員首先選取了萘酰亞胺和三乙胺為模型化合物，通過測量萘酰亞胺和三乙胺混合體系光照前后的譜學性質(zhì)，確定了光誘導電荷轉(zhuǎn)移復合物的存在﹔並通過高分辨質(zhì)譜、時間分辨光譜，以及改變萘酰亞胺分子的取代基、更換電子給體等手段，研究了光誘導電荷轉(zhuǎn)移復合物的形成機制，証明了其確實需要通過激發(fā)態(tài)的電荷轉(zhuǎn)移和之后電子激發(fā)態(tài)的退激發(fā)才能形成。研究人員將該體系成功應用於丙烯酸酯類單體的光誘導聚合、二氧化碳的光還原，以及光能存儲及釋放方面，通過在黑暗條件下將光照時儲存的光能釋放，使得原本需要光照才能進行的過程在黑暗條件下也能進行。

研究人員表示，通過電子激發(fā)態(tài)形成溶液中穩(wěn)定的基態(tài)復合物這種分子間相互作用模式，不應該僅局限於酰亞胺和胺分子之間，很有可能是一種比較普遍但是未被關(guān)注的相互作用，有望在更多的分子結(jié)構(gòu)中被發(fā)現(xiàn)並且能夠用於新的光化學反應。（記者吳長鋒）

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