9月25日消息,据Phys.org 9月24日报道,日本研究团队在Chemical Science(DOI: 10.1039/d6sc05424b)发表研究:只需更换抗衡阴离子,即可让同一阳离子π电子体系呈现不同的分子构象、电子态与光物理行为,为分子材料的电子转移调控提供了简单而强有力的「旋钮」。

研究团队在硼与1,3-二酮及9-氧化苝烯酮形成的阳离子π电子体系中引入苝烯基单元,构建了两个正交排列的给体-受体组分;随后将氯离子对抗离子分别替换为BF₄⁻、PF₆⁻、B(C₆F₅)₄⁻和五氰基环戊二烯离子。结果显示:氯离子结合引发两个吡咯环翻转,而较大抗衡离子则维持非结合构象——阴离子种类直接决定了分子结合位点的形状。

在光物理层面,不同离子对中超快电子转移速率显著不同,意味着阴离子选择成为调制电子转移动力学的分子级手段。压力实验同样显示差异:静水压升至280 MPa时材料吸收光谱发生可逆红移,但红移幅度随抗衡离子不同而不同,反映出骨架刚性差异。单晶X射线分析进一步揭示,正交排列的分子通过双π-π相互作用形成一维离子对组装体,即阴离子选择还能传导至固态堆积结构。

对分子电子学与有机光电材料开发者而言,这项工作的价值在于提供了一种不改动核心骨架、仅通过离子交换即可连续调节电子转移行为、压致变色性质与固态组装的策略,适用于有机传感器、压敏材料和超分子电子器件等方向。 (来源:Phys.org)