中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所光致形變晶體材料研究取得進展

能量輸入誘導做功是一個廣泛研究的重要科學問題。面對日益嚴重的環(huán)境污染，如何有效利用可再生能源來實現(xiàn)能量到功的轉(zhuǎn)化激發(fā)了科學家對新興能量轉(zhuǎn)換材料研究的興趣。光誘導形變材料由于具有遠程、快速以及空間可探測的特點，能有效地將光能轉(zhuǎn)化為機械能，從而在光做功領域具有重要的潛在應用。目前為止，雖有為數(shù)不多的具有這類形變的晶體材料被報道，但是它們的形變尺寸還都停留在納米以及微米級別，這樣小的晶體尺寸極大地限制了其實際應用。

中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學國家重點實驗室張杰研究員領導的課題組在國家自然科學基金項目的支持下，巧妙借助cation-PI相互作用，實現(xiàn)了對晶態(tài)吡啶鎓鹽衍生物結(jié)構(gòu)堆積的有效控制。通過引入具有光活性的烯烴雙鍵基團，利用其[2+2]環(huán)加成作用實現(xiàn)了晶體在光照下顯著的可控形變，同時這一過程伴隨著從無到有的可視熒光轉(zhuǎn)變。值得注意的是，這是目前報道的尺寸最大的具有光機械效應的單晶，其尺寸已經(jīng)達到厘米級。該研究成果被德國《應用化學》(Angew Chem Int Ed，2013，52:6 653－6 657)接受發(fā)表，這一重要發(fā)現(xiàn)為今后設計開發(fā)具有實際應用價值的宏觀光機械效應晶體材料奠定了堅實基礎。

最近該課題組圍繞具有光電化學活性的吡啶鎓基多功能分子組裝體的設計合成及性能開展了系統(tǒng)的研究工作，實現(xiàn)了多類功能分子組裝體的構(gòu)筑及其性能的調(diào)控，相關結(jié)果發(fā)表在Chem Commun，2013，49:1 624;J Mater Chem C，2013，1:744;Chem Commun，2012，48:10 422;Chem Eur J，2012，18:1 924;J Mater Chem，2012，22:12 212上，進一步研究正在開展中。