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Congratulations!!!本课题组李传奇师兄作品发表在Angew.Chem,并被选为封面文章!
发布时间:2019-07-08

文章简介:

自然界中,光能转化为化学能是非常重要的过程,正是由于植物和一些低等微生物通过光合作用将太阳光能转换成化学能并固定下来,生命才能得以繁衍及进化。光合作用起始于光的捕获,模拟天然光捕获体系LightHarvesting SystemLHS的构筑不仅可以帮助我们深入了解光合作用的过程,为光合作用提供理论基础,而且在太阳能电池,光电材料以及化学传感器等领域有广泛的应用前景。当前构筑高效光捕获体系的最大挑战以及主要关注点是如何控制染料分子的空间排布,使之能够进行有效的能量传递而又不至引起荧光的自淬灭。近年来,研究者们利用树枝状大分子、有机凝胶、胶束、囊泡、主-客体材料、有机纳米晶体、金属-有机骨架、聚合物纳米颗粒、生物大分子组装体等多种不同的人工材料来调节LHS中染料分子间的距离和排布方向,并且这其中的一些LHS达到了较高的光捕获效率。但是,染料分子精细的空间结构调控通常具有挑战性而且非常耗费时间,并且有时为了获得更高的光捕获效率,还必须损失LHS的部分发光效率。

天然光合成单元(natural photosynthetic unitPSU)是基于封闭双层膜的一种基础光捕获结构单元,封闭的膜结构对于光合作用的进行至关重要,因为光合作用中合成ATP所需的质子动力需要在质子在膜上产生、运输和积累。PSU天然结构的启发,张仕勇教授和美国爱荷华州立大学Zhao Yan教授设计合成了负载AIE分子的交联反向囊泡(cRV)作为人工LHS这种策略具体是将具有聚集诱导发射(AIE)的染料分子包埋在表面活性剂形成的RV的疏水腔中,之后将RV进行交联,并从有机相转移到水相当中,被包埋的染料分子在封闭腔内聚集发光,从而实现了人工LHS的构建。令人惊喜的是,最终的LHS显示出在供体/受体比为100:1时能量转移效率高达95%,甚至在供体/受体比例为10000:1的情况下,供体的能量猝灭也能被清楚地检测到,这使得此LHS是目前文献中报道的最高效的光捕获系统之一。此外,由于供受体分子的发光互补,通过调节不同的供受体分子比例能够调整材料包括白光在内的不同发光颜色。白光发射有机材料在照明和感测方面非常有用,并且白光发射cRV的量子产率为0.38,这是迄今为止报道的在水中的最高量子产率这种创新性光捕获体系的超高光捕获效率归因于两个方面。首先,AIE分子的使用可以实现供体与受体分子紧密堆积并且增强荧光而不是淬灭,这样使得供体与受体分子间可以更好进行能量传递;其次,囊泡的腔体赋予了光捕获体系一个特定的纳米隔室空间,在隔室空间内的供体和受体分子可以更好的以投入的比例进行聚集,从而实现更好的光捕获,达到相比没有隔室空间时更高的光捕获效率。该研究为高效光捕获体系制备提供了新的思路,并且在生物成像,化学传感以及光电材料方面有着广泛的应用前景。

李传奇个人简介:


       

        李传奇,本科毕业于四川大学,现 在四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心攻读博士学位(博士三年级),主研方向为生物正交。攻读硕博士学位期间,工作曾发表于Advanced Functionnal  Materials等有影响力期刊上。此外,李传奇师兄目前的工作也比较精彩,希望李师兄能够产出更多更好的作品,祝贺!