曹昌盛和史延慧课题组在多学科顶级杂志(世界四大名刊)PNAS上发表论文

发布时间:2014-10-14  访问次数:3044

最近,曹昌盛和史延慧课题组与美国犹他大学Peter J. Stang教授组合作开展的具有面对面卟啉分子结构的靠配位力驱动的多组分超分子棱形笼状自组装体的合成及光物理性质的研究工作,以江苏师范大学为第一单位、史延慧老师为第一作者和通讯联系人在国际顶尖期刊(多学科顶级杂志)PNAS上发表(2014, 111 (26),  9390–9395)。在PNAS上发表论文的摘要(英文)见http://www.pnas.org/content/111/26/9390.abstract 

太阳光是一种令人着迷、非常有吸引力的清洁能源,它不仅满足了当代人类生活多方面的需求,而且还将继续为全球的未来需要提供源源不断的能量供应。然而它的利用需要一些特殊的材料以便有效地吸收其可见光波长范围内的光子。自然界可捕获光子的络合物是由许多色素分子组成的,这些色素分子在吸收光子过程中起着天线触角的作用。自然界这种令人着迷的过程鼓舞着科学家来设计结构和功能相似的化合物,以便模拟自然过程。其中要解决的一个关键问题是如何将多个发(或生)色团分子组合起来。一种可行的方法是依靠配位体分子与金属原子间的配位驱动力来构建多个发(或生)色团的相对完整体系-自组装超分子体。

功能卟啉分子作为一类色素分子无论是在光吸收还是在自组装方面均有非常好的表现。卟啉分子的刚性骨架结构决定了其配位成键只能是在某些特定的方向进行。此论文描述了利用多组分自组装的方法,一步将十四个分子(构建单元)组合成一类棱柱体。此自组装体为具有明确结构的含八个铂(II)金属原子、二个面对面卟啉、四个柔性或刚性的烷基羧酸链的笼型超分子。光物理研究显示此含面面二卟啉棱柱型自组装体不仅保持了原有卟啉的光吸收和荧光发射的特点,而且在溶解度方面较原卟啉有了很大的改善。

此类自组体可通过模块化的方式来进行合成,而模块的长度、所带的基团及其给(吸)电子性质均可进行调节。该研究成果将为下一步研制新型有机光子捕获材料、模拟植物的光合作用开辟了新的有效的途径。

论文中的实验、数据分析和写作的大部分工作是由史和曹老师完成的。

 

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