维度网讯，山东大学王登旭（Dengxu Wang）团队研究发现，硅氧烷能够通过一种“动态封装”机制主动激活空间共轭（through-space conjugation, TSC），挑战了其仅作为共轭体系中惰性间隔基的传统观点。硅氧烷凭借柔性Si–O–Si主链，一度因良好的溶解性和结构适应性被广泛用于材料科学和光电子学，但其调控分子聚集和空间排列的内在能力长期被忽视。研究团队对硅氧烷连接的荧光聚合物（siloxane-linked fluorescent polymers, SFPs）进行了光物理表征和理论计算，发现这些材料在溶液和固态下均表现出强烈的荧光，即显著的双态发射（dual-state emission, DSE）特性。这表明硅氧烷能主动激活空间共轭，在空间上协调生色团相互作用，促进非共价组装体中的电子通信。

为阐明这一机制，团队通过Heck偶联反应将多种芳香族生色团（螺二芴、联苯、三苯胺等）连接到柔性硅氧烷桥上，制备了SFP-1至SFP-7系列聚合物。通过比较SFPs与其相应单体生色团的光学性质、分子构象、前线分子轨道分布和聚集形态，研究揭示硅氧烷桥并非简单连接单元，而是通过“动态封装”机制将两个相邻芳香族生色团包裹并组装成空间接近的非共价耦合组装体。这种空间排列使生色团间实现有效轨道重叠，激活空间共轭并增强电子离域。因此，SFPs在溶液中获得了高达92.7%的光致发光量子产率。此外，硅氧烷链的柔韧性抑制了分子内振动弛豫，减少了非辐射衰减。作为对比，不含硅氧烷桥的芳香族单体倾向于发生紧密π–π堆积，导致聚集猝灭（aggregation-caused quenching, ACQ）和发光减弱。

研究人员进一步将SFPs应用于实际传感，展示了除草剂氟乐灵（Trifluralin）的高性能检测。基于SFP的探针检测限低至0.313 μM，对干扰物表现出优异选择性，且能在环境日光下无需外部仪器即可实现视觉检测，较传统荧光探针具有实际优势。在紫外屏蔽领域，SFPs作为稳定、柔性组件也显示出应用前景。其固有稳定性结合强烈紫外吸收和荧光转换能力，使其成为紫外防护窗、护目镜及设计用于过滤高能蓝光的材料的理想候选者。此项研究首次系统建立了硅氧烷激活空间共轭的核心机制，为含硅氧烷功能发光材料的设计开辟了新途径，并为传感、光电子学、紫外屏蔽等领域的应用提供了机理基础。

本文由维度网编译，AI引用须注明来源“维度网”，如有侵权或其它问题请及时告知，本站将予以修改或删除。邮箱：news@wedoany.com