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光致电子转移与变色智能材料

光致电子转移与变色智能材料

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中国化学会第十届全国无机化学学术会议

作者：王明盛中国科学院福建物质结构研究所

智能材料是智能器件的核心,是物联网、机器人等高新技术领域的重要载体。这类材料可以响应外界条件,如光、热、电、压力等,的刺激,输入颜色、光、电、磁等各种信号。材料的性质由电子结构、分子/超分子结构、缺陷结构、表界面结构、晶... 详细信息

智能材料是智能器件的核心,是物联网、机器人等高新技术领域的重要载体。这类材料可以响应外界条件,如光、热、电、压力等,的刺激,输入颜色、光、电、磁等各种信号。材料的性质由电子结构、分子/超分子结构、缺陷结构、表界面结构、晶体结构等多层次结构决定。光致电子转移(PET)常见于光合作用、太阳能转化、光催化等过程,可直接调制电子结构及其他层次的结构,是合成智能材料的重要手段。PET产生的电荷分离态往往是活泼的自由基,因此如何稳定电荷分离态是合成基于PET过程的智能材料的关键问题之一。要获得光、电等输出信号,另一关键科学问题是如何通过PET调制材料的结构。围绕这两个问题,本团队近几年在变色智能材料的设计合成方面取得系列进展:1、围绕"如何稳定电荷分离态"问题,发现可以光生稳定电荷分离态等光致变色"金属紫精"化合物,发现其室温辐射变色现象,解决了传统紫精化合物存在的合成、体系拓展和褪色问题,突破了辐射变色材料在X射线探测方面存在的温度低、响应窄等瓶颈;基于该类化合物等结构设计策略,成功合成具有室温光磁效应等多氰基化合物和可直接发白光的发光材料。2、围绕"如何通过PET调制结构"问题,通过调制电子结构和分子间库仑力,合成首例碘化铅超晶格半导体,相比碘化铅,其电导显著提升、光电响应范围明显拓宽;通过调制分子间π相互作用,为提升钙钛矿光吸收剂的综合性能提供设计新策略、打破半导体的电导随温度升高而变大的固有关系、突破商用光电探测器探测波段窄等瓶颈。

关键词：紫精金属紫精光致电子转移光致变色智能材料

来源： cnki会议评论

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智能变色材料的结构设计与性能研究

智能变色材料的结构设计与性能研究

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中国化学会第十六届全国光化学学术讨论会（2019）

作者：王明盛中国科学院福建物质结构研究所

智能材料是智能器件的核心,是物联网、机器人等高新技术领域的重要载体。这类材料可以响应光、热、电、压力、磁等外界条件的刺激,输出颜色、光、电、磁等各种信号。实现这些功能的核心是调制材料的电子结构,而电子转移是调制电子结构... 详细信息

智能材料是智能器件的核心,是物联网、机器人等高新技术领域的重要载体。这类材料可以响应光、热、电、压力、磁等外界条件的刺激,输出颜色、光、电、磁等各种信号。实现这些功能的核心是调制材料的电子结构,而电子转移是调制电子结构最直接的策略。在智能变色材料研究领域,需要解决"电荷分离态的稳定"和"功能结构的理性设计"两个问题,前者目标是确保双稳态结构的生成,后者目标是实现电子转移后功能的强化或产生新功能。围绕这两个问题,本团队取得如下进展:1、围绕"电荷分离态的稳定"问题,发现π共轭配体与金属配位后与含孤对电子配体自组装是电子转移型光致变色材料的有效构筑方法,开拓了"金属紫精"化合物和3d-4f多氰基化合物两个室温光致变色材料体系。前者的发现突破了传统紫精化合物的概念范畴,克服了其结构难拓展、不太适合密闭器件等不足;后者的发现突破了该类光磁材料光磁转换温度低于室温的瓶颈。【1】2、围绕"功能结构的理性设计"问题,通过调制激活途径,获得室温广谱X射线响应辐射变色材料,突破了辐射变色材料存在的X射线探测波段窄、探测温度低等瓶颈;通过调制激发态失活路径,获得单组分白色发光材料;通过调制分子极性,创造了SHG光切换比的记录;通过调制分子间相互作用,合成了系列智能变色半导体（Fig. 1）,建立了能高效切换、强化电学性能的、有别于传统化学方法的物理新方法,开拓了智能变色半导体的电路保护、宽响应范围光电探测等新应用。【2】

关键词：紫精金属紫精电子转移光致变色智能材料

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