机械变色发光共价有机框架材料的机械合成及羟基自由基检测

机械变色发光材料（MCLMS）在压力或运动传感系统、数据储存、文件安全、光存储设备和探伤等领域具有巨大的应用潜力，由于固体突出的光活性从而受到广泛关注。根据机械研磨和外压引起的荧光变化，机械变色机理主要有压力诱导化学变化、相准分子的形成或聚集的溶解和转变。共价有机框架材料（COFs）具有比表面积高、密度低、热稳定性高、结晶度高及功能可调等优点，从而被广泛应用于传感、气体储存、催化、能量储存、离子传导和物质分离等领域。目前，发光COFs在传感领域具有非常好的研究前景，其发光原理主要是其拓展的π共轭框架中的电荷迁移所引起，另外，其发光特性与基本组成单元，叠加方式和层间相互作用具有非常密切的关系，这些因素的改变都会造成电子通道的变化，从而导致COFs的荧光性质发生变化，因此，COFs也可以作为MDLMs的候选材料。近日，兰州大学覃文武（点击查看介绍）课题组利用三甲酰间苯三胺（Tp）和三聚氰胺（MC）使用机械研磨方法合成了具有优秀性质的COFs（COF-TpMA），将其应用到羟基自由基•OH的检测以及在生物细胞中的成像和监测，并深入探讨了机械合成过程中COFs的荧光性质与其结构的相关联系。

该课题组合成的COF-TpMA，产物的结晶性以及荧光现象跟研磨的时间有很大的关系，即短时间研磨的高结晶性COF-TpMA表现出高的发光，长时间研磨的低结晶性COF-TpMA的荧光发生淬灭现象。淬灭原因可解释为机械研磨破坏了COF-TpMA原有结构中分子的相互作用，同时造成结构平坦化，使得骨架中的电子传输受阻，最终导致其荧光淬灭。根据COF-TpMA的机械荧光性质，该材料可以应用到•OH的高灵敏度和高选择性检测，细胞荧光共聚焦图像实验也证明了COF-TpMA有好的细胞膜通透性，不错的生物相容性，并且能检测到活细胞中的外源性•OH。该材料的机械变色发光现象有助于深入研究发光COFs的发光机理，为高发光性的COFs等材料的设计合成奠定了基础。

这一成果发表在Chemical Communications 上，文章的第一作者是兰州大学博士研究生刘伟，通讯作者是兰州大学覃文武教授。

该论文作者为：Wei Liu, Yuping Cao, Wenzhuang Wang, Deyan Gong, Ting Cao, Jing Qian, Kanwal Iqbal, Wenwu Qin, Huichen Guo

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Mechanochromic luminescent covalent organic frameworks for highly selective hydroxyl radical detection

Chem. Commun., 2019, 55, 167-170. DOI: 10.1039/C8CC07783E

导师介绍

覃文武

https://www.x-mol.com/university/faculty/11224