Fluolab【JACS】AIE材料的结构与性质之间的关系如何？电子显微镜和共聚焦显微镜解析聚集诱导发光纳米晶体的多尺度结构
简介
聚集诱导发光（AIE）材料因其卓越的发光性能和在生物医学领域的潜在应用而备受关注。本研究通过结合电子显微镜和共聚焦显微镜，开展了从原子级到微米尺度的综合结构分析，以理解AIE材料的结构与性质之间的关系。
摘要
通过对机械处理后的AIE材料进行多尺度结构表征，揭示了限制分子内旋转（RIR）机制引发的荧光行为。研究表明，纳米晶体的荧光主要来自断裂的晶体表面。三维电子衍射（3D ED）进一步解析了机械处理前后分子排列的变化，为RIR机制提供了实验支持。这项工作建立了多尺度分析的研究方法，同时补充了之前关于发光机制的理论模型。
研究结果与讨论
- 形貌与荧光特性分析
通过SEM和共聚焦显微镜分析，发现荧光主要集中在纳米晶体断裂处，且发光强度具有方向性。
- 纳米晶体结构变化
3D ED数据揭示了机械处理对晶体内部分子排列的微小调整，包括分子二聚体的扩展和收缩，这些变化进一步影响了分子旋转的限制。
- 限制分子内旋转机制
机械力诱导分子二聚体结构局部无序，增强了分子间氢键和Au...Au相互作用，从而激发发光。
- 理论计算支持
密度泛函理论计算进一步证实了力致结构变化对光学性能的增强作用。
结论
本研究首次使用3D电子衍射技术对AIE纳米晶体进行结构解析，为未来相关研究提供了新方法。同时补充和完善了关于聚集诱导发光机制的理论模型。
参考文献
Wu, S.; Zhang, J.; Zhang, J.; Ma, Y. Multiscale Structural Analysis of Aggregation-Induced Emission Nanocrystals by Combining Electron and Confocal Microscopy. J. Am. Chem. Soc. 2025, jacs.5c02745. https://doi.org/10.1021/jacs.5c02745.