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第 2 期 孔翔飞,等: 具有聚集诱导发光性质的液晶材料研究进展 ·185·
光致相变的性质,而且可以发生较大的能量转移。 乙炔类衍生物是典型的棒状液晶分子,随后的研究
因此,它可作为光响应器件。 发现,它也具有 AIE 性质。因此,可同时作为液晶
单元和 AIE 单元用于发光液晶分子的设计。Chen [39]
等对二苯基乙炔侧链进行简单地修饰,得到棒状结
构的二苯基乙炔衍生物 PAPs。在 THF/H 2 O 溶剂体
系中研究其 AIE 性质,当 f w =70%时 Ф f =0.18,是纯
THF 中的 21 倍。液晶性质研究发现,在降温过程中,
DSC 曲线上出现 4 个放热峰分别是 165、137、116
和 33 ℃;在 POM 下观察其液晶织构和相变,当从
各向同性冷却到 160 ℃时,大理石织构的近晶相形
成,当温度降到 125 ℃时,纹影织构的近晶 C 相形
成,当降温到第三个液晶相时,针状织构的近晶 B
相形成,温度降低到室温时,出现球粒状结晶。由
此可以看出二苯基乙炔类分子具有优良的发光性质
图 2 化合物 GCS 冷却到 30 ℃时的 POM 图(a);GCS 和多变的液晶相。
冷却到室温下的 POM 图(b) [36]
Fig. 2 POM texture of compound GCS obtained at 30 ℃
(a) and RT (b) during cooling [36]
在设计合成二苯基丙烯腈类分子过程中,研究 Cheng [40] 等报道了一种在溶液和薄膜中都发光
者也对一些分子的发光机理进行了探究。Zhu [37] 等
的手性液晶分子 1TC8*(*代表手性碳),其随温度
报道了在苝湾位取代的二苯基丙烯腈衍生物,实验
的变化呈现液晶的不同相态。Zang [41] 等通过一步反
结果表明,其在 125~190 ℃为盘状液晶。光物理性
应合成了一种能自组装成各种形态的 AIE 分子
质的研究表明,其在 480 nm 处激发的荧光强度随
DPA-1。通过控制实验条件,如温度、溶剂和浓度,
THF/H 2 O 体系中水含量的增加而迅速降低。当激发
形成各种有序的微米/纳米结构。DPA-1 在 0 ℃下的
波长为 330 nm 时,它的荧光强度随水含量的增加而
THF 溶液中生长成纳米棒;在 2.5 g/L 乙醇中,它形
增强,在 f w =40%时达到峰值,荧光强度增加 10 倍,
成一扭曲和螺旋状的微米/纳米带。而且,这样得到
可认为二苯基丙烯腈和苝核之间存在能量共振转 的微观结构呈现明亮的蓝色荧光,有明显光波导效
移,导致荧光增强。Shi [38] 等同样研究了二苯基丙烯
应,这使得其成为优秀的光电子应用材料。
腈类 AIE 分子的发光机理,结果表明,对于该体系
若在液体溶液中能发光的化合物,其聚集时发光并
不明显。研究者从电子转移、分子内及分子间作用
力、H 或 J 聚集体形成等多因素出发来解释二苯基
丙烯腈类分子的发光性质。
通过已报道的二苯基丙烯腈类文献可知,此类
分子的合成路线简单,在合成过程中,可进行支链
修饰或与其他单元连接以得到所期望的性质。此类
材料具有优异的发光性质,是主要的发光材料。另 4 聚集诱导发光分子修饰的苯并菲类盘状
外二苯基丙烯腈类分子,因其易形成向列相液晶, 发光液晶
故主要应用在液晶显示方面。
苯并菲(Triphenylene)类盘状液晶是研究最多
3 具有聚集诱导发光性质的二苯基乙炔类 的盘状液晶,其易于组装成柱状相,因而在轴向具
液晶 有较高的载流子迁移率,是极具潜力的光电材料。
Feng [42] 等报道了不同官能团的苯并菲类发光液晶分
对于二苯基乙炔类衍生物的合成,一种是引入 子 6a-k。所有目标化合物均可自组装成液晶相,它
不同的烷氧基侧链,以调整液晶相变化;另外也可 们具有较高的清亮点,液晶区间最高可超过 200 ℃,
以通过引入其他的共轭基团,来调整此类分子的发 在溶液和固态中会发蓝或绿光。实验结果和计算结
光范围,有助于合成不同的荧光材料。另外二苯基 果都表明,合适的盘状液晶分子的外围功能化不仅