西安交大研究成果拓展了紫精类衍生物范围

本报讯 1月12日，记者从西安交通大学了解到，该校前沿研究院何刚教授课题组首次将铋元素（Bi）引入紫精骨架中，成功制备了含铋紫精衍生物。这一创新研究结果，不仅大大拓展了紫精类衍生物的范围，而且为此类材料在磷光光电器件和可见光催化领域的应用奠定了坚实的基础。

该项研究的相关成果以论文形式，发表在最新出版的国际化学领域权威期刊《美国化学会志》上，同时还被选为封面文章。

据创新团队专家介绍，作为一类特殊的有机光电材料，紫精类化合物是一种具有优异氧化还原特性的阳离子型有机分子。在施加电压或光照条件下，可经历两步可逆的单电子氧化还原并伴随着明显的颜色变化。

同时，紫精类化合物还能有效参与金属离子的配位，因而其在电致变色、主客体识别、超分子自组装、太阳能转换和储能材料等领域，都有极为广泛的应用。但是，也因其共轭程度较低、能隙过大等问题，极大地限制了此类材料在太阳能转化和储能相关光电领域中的应用。

针对上述该领域的科研问题，西安交大前沿研究院何刚教授所带领的课题组，在国际上第一次将铋元素（Bi）引入紫精骨架中，成功制备出了含铋紫精衍生物，并将其命名为“Bismoviologens”。

得益于这一设计，团队新制备的这一含铋紫精衍生物具有两大明显优点：一是分子具有好的平面刚性结构，从而共轭程度提高，吸收红移，能隙降低；二是铋原子的重原子效应可以促进分子的系间窜越，进而稳定三重激发态并产生磷光特性，这也使得含铋紫精成为首例具有磷光性质的紫精类衍生物。

此外，后续又通过电致变色、CV、电化学光谱等一系列测试，表明含铋紫精在表现出磷光性质的同时依然保有紫精化合物固有的氧化还原性质。正是基于上述特性，含铋紫精才被成功地应用于电致磷光变色器件和可见光诱导的交叉脱氢偶联反应。

西安交大作为该论文唯一通讯作者单位，也是何刚教授课题组在含主族元素紫精研究领域又一重要突破，推动了该领域的研究。

据悉，该研究工作得到了国家自然科学基金、西安交大青年拔尖人才计划、长春应化所高分子物理化学国重室开放基金、唐仲英基金会等项目的资助。

（本报记者 周 励）

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