華東師范大學化學與分子工程學院徐林教授課題組在超分子熒光調控領域研究取得重要進展。利用光誘導電子轉移(Photo-induced Electron Transfer, PET)和分子內電荷轉移(Intramolecular Charge Transfer, ICT)的精準調控策略，通過PET和ICT轉換克服重金屬配位組裝對熒光淬滅的不利影響并實現組裝后熒光量子效率提高以及波長位移放大，實現“組裝不利效應”向“組裝有利效應”的轉變，從理性層面指導高熒光量子效率、寬程發射的超分子熒光金屬組裝體的設計與構筑。

 自從1987年諾貝爾化學獎授予在超分子化學領域做出突出貢獻的三位科學家以來，超分子化學已經發展成為一門和材料科學、生命科學、信息科學以及環境科學等諸多領域相互融合和交叉的前沿學科。作為超分子化學研究的核心內容之一，自組裝被認為是在分子以上層次創造新物質和產生新功能的重要手段。

 近年來，化學家們通過配位鍵導向自組裝高效構筑了大量結構精美的超分子金屬自組裝體系。基于其在傳感、催化、信息存儲、光捕獲、疾病診療等領域的應用前景，超分子熒光金屬組裝體系引起了廣泛的研究興趣。但是，由于配位重金屬的熒光淬滅性以及配位鍵的動態可逆性，構筑高熒光量子效率、熒光發射波長可寬程精細調控的超分子熒光金屬組裝體一直是該領域的難點和挑戰。

 徐林教授是楊海波教授領導的超分子化學團隊重要研究骨干，長期從事超分子熒光化學領域的研究。前期，徐林教授在國際上率先通過熒光共振能量轉移技術實現了配位組裝過程和機理的高靈敏、無損傷、原位監測和研究，解決了超分子配位組裝過程和機理難以實時監測的難題（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 9459）；在深入理解配位組裝過程和機理的基礎上，發展了限域配位自組裝新策略，構筑了穩定性增強、功能強化的有機無機雜化超分子熒光材料，解決了超分子配位組裝體穩定性弱的問題（J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 5049）；此外，發展了分子尺寸可控伸縮的輪烷樹枝狀分子的合成新方法，有望實現智能響應型熒光功能材料的高效制備（Nat. Commun., 2018, 9, 3190）。

 在前期研究工作的基礎上，近期，徐林教授通過合理的分子設計，合成了光誘導電子轉移(PET)和分子內電荷轉移(ICT)可精準調控的超分子熒光基元。在熒光基元與重金屬Pt (II)配位過程中，抑制了熒光基元中吡啶孤對電子的PET效應，導致組裝后熒光量子效率提高；此外，Pt (II)與吡啶的配位還會增強吡啶的拉電子效應，引起ICT效應的加劇，從而導致組裝后組裝體的波長位移放大，實現超分子熒光金屬組裝體熒光寬程發射。值得注意的是，在傳統的Pt-吡啶配位組裝體中，由于難以實現通過吡啶基對組裝基元的PET和ICT調控，Pt (II)的重金屬效應往往導致超分子金屬組裝體的熒光減弱或淬滅，并較難實現對組裝體的熒光性質的精細調控。

 需要指出的是，該系列超分子熒光金屬組裝體的發光機理以及調控機制通過對照控制實驗、輻射躍遷與非輻射躍遷分布實驗、時間相關單光子計數法（Time-Correlated Single Photon Counting, TCSPC）以及含時密度泛函理論（Time-Dependent Density Functional Theory, TD-DFT）等進行了驗證。

 基于該系列超分子熒光金屬組裝體優異的熒光性能，制備了可加工熒光薄膜、具有防偽打印性質的熒光墨水等多種超分子熒光材料。例如，在肉眼觀察下，所制備的材料為本底白色并不呈現任何圖案，而在簡單便攜式熒光儀的照射下，所制備的材料立即呈現出不同顏色、強熒光的中國結圖案。該系列超分子熒光材料有望實現在智能響應、信息存儲和光信息防偽等領域的應用。