日本九州大学研究团队成功开发出可通过机械压力调控光能放大效率的新型分子系统。这项基于单线态裂变技术的研究成果发表于《化学科学》期刊,为能量转换装置与光疗技术提供了新的发展方向。
单线态裂变过程可使单个高能光子激发产生两个低能态粒子,实现光能倍增效应。研究团队在福原岳教授带领下,设计出由柔性连接基团桥接并五苯单元的分子结构。通过调节静水压力与溶剂环境,该分子系统可逆调控单线态裂变反应速率。福原教授表示:“这些结果提出了一种通过外部机械刺激来控制激发态反应的新概念,并为设计压力响应光敏材料奠定了基础。”
在甲苯溶剂中,压力作用引发连接基团溶剂化,减缓单线态裂变动力学。当转换至二氯甲烷等高极性溶剂时,相同压力条件反而加速反应进程。实验显示三重态激子寿命随环境粘度变化,但其量子产率在压力作用下保持稳定。这种压力调控单线态裂变技术突破了传统分子设计的能量平衡限制。
该单线态裂变系统首次实现动力学反转控制,柔性连接基团成为调控关键。研究证实外部压力与溶剂协同作用可精确引导反应路径,为开发智能光敏材料开辟可能。福原总结道:“应用这些原理可能会产生在生物环境中发挥作用的光疗材料或压力响应能量转换装置。”这项单线态裂变技术有望推动新能源与医疗领域创新。
更多信息: Rintaro Ogawa 等人,《通过静水压力主动控制分子内单线态裂变的关键分子设计》,《化学科学》 (2025)。期刊信息: 化学科学















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