二苯乙烯衍生物的光致增强性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

有机光功能材料在光照作用下，可以发生可逆的顺反异构化、共价键断裂、周环反应等结构变化，从而调控有机体光物理性能，在光致各向异性、偏振全息、图像处理、光控分子取向、分子开关、全光调制、集成光学等领域具有广阔的应用前景。如：（1）偶氮苯分子处于稳定的反式构型对360nm的光敏感，经照射会发生顺反异构化，变为不稳定的顺势构型，顺势构型又对450nm的光敏感，经照射会回到反式构型。在紫外光照下顺、反两种异构体可以可逆地转换，异构体间的转变会引起材料的折射率发生变化，使得偶氮聚合物具有很好的光学活性和高的热光系数。在一定波长光作用下，其热光系数较非偶氮聚合物高3~6倍，以偶氮聚合物为热光开关的波导材料，获得了热光开关的功耗小于2.5mW，较以上非偶氮聚合物的热光开关在功耗上有了明显改善，进一步证实了偶氮聚合物具有大的热光系数和降低热光开关的功耗的优异特性。（2）开环状态的二芳基乙烯在紫外光激发下发生闭环光异构化反应生成闭环异构体，在可见光作用下会发生开环反应，闭环体在可见光下会发生分子内能量转移导致荧光淬灭，开环体不发生分子内能量转移，开环态荧光称为”亮态”，二芳基乙烯的闭环态的荧光量子产率能高达0.87，实现了高开关比的“turn on”模式的荧光开关，而其开环态异构体在正己烷中的荧光量子产率十分低，紫外光照后，荧光发生淬灭，这是一种最常见的荧光“turn off” 模式，二芳基乙烯的荧光开和关两种状态可以代表二进制的‘1’和‘0’， 化合物的荧光开关对比度达85 : 1，在光掩膜板的帮助下，可以得到可擦写的数微米尺寸的信息点的图案记录，实现超高密度的信息光存储。

在前期工作中发现4-（2,2’二苯乙烯基）苯基2位取代邻菲罗啉时，在紫外光照射下，具有荧光增强的特性，在信息存储领域具有潜在的应用价值，但光致荧光增强机制尚不明确。本课题拟通过一系列设计实验探讨4-（2,2’二苯乙烯基）苯基2位取代邻菲罗啉衍生物光致荧光增强的机制。

2. 研究内容和预期目标

（1）测试不同极性溶剂中荧光光谱，研究溶剂极性与荧光增强之间的关系。

（2）研究照射时间与荧光强度之间的关系。

（3）测试不同照射时间核磁谱图，揭示荧光增强与分子结构之间的关系。

3. 研究的方法与步骤

（1）使二苯乙烯邻菲罗啉（2-dp）分别溶于不同极性的溶剂（甲苯、氯仿、二氯乙烷、丙酮、乙腈、甲醇等）之中，再通过荧光光谱仪分别测试他们的荧光光谱，通过比较荧光光谱探索发现溶剂极性与荧光之间的关系。

（2）通过365nm的灯光照射2-dp，照射不同的时间，分别测试他们的荧光光谱，再把相同时间照射的2-dp用核磁共振仪测试核磁谱图，探索照射时间、荧光增强、分子结构之间的关系。

（3）通过不同波长的光对2-dp进行照射，然后测试荧光光谱，确定荧光强度对光的响应性。

4. 参考文献

[1] farka, d.; scharber, m.; glowacki, e. d. reversible photochemical isomerization of n,n'-di(t-butoxycarbonyl)indigos, j. phys. chem. a, 2015, 119, 3563-3568.

[2] suresh, j.; karthik, s.; arun, a. cis-trans isomerism shown by the polymer containing chalcone moiety in its side chain, polym. advan. technol. 2016, 27, 1274-1283.

[3] mahoney, d. p.; owens, e. a.; fan, c. tailoring cyanine dark states for improved optically modulated fluorescence recovery, j. phys. chem. b, 2015, 119, 4637-4643.

[4] 李冲,二芳基乙烯类荧光分子开关的合成、性质及应用[d].华中科技大学,2015

5. 计划与进度安排

（1）2022-12-25~2022-3-23，查阅资料，制定实验方案，准备开题报告，外文论文翻译；

（2）2022-3-26~4-20，熟悉光致荧光增强的研究进展，掌握基本实验操作，总结前期工作，完成中期汇报；

（3）2022-4-23~5-25，改善实验方案，优化实验；