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科研进展

树枝形聚合物的光捕获、三重态能量传递和构象研究取得新进展

稿件来源: 发布时间:2005-08-11


  树枝形聚合物是一类具有特殊结构的新型大分子。通过可控合成,具有光捕获功能的官能团可以精确的分布在树枝形聚合物的核心或外围,甚至可以在支化单元的任何位置。随着代数的增长,官能团数目从核心向外围呈指数增长。


  树枝形聚合物是一类具有特殊结构的新型大分子。通过可控合成,具有光捕获功能的官能团可以精确的分布在树枝形聚合物的核心或外围,甚至可以在支化单元的任何位置。随着代数的增长,官能团数目从核心向外围呈指数增长。树枝形聚合物的这种特殊结构可以被用来模拟光合作用中的光捕获体系。电子转移和能量传递是光合作用的关键过程,也是光化学研究的重要内容。因此,研究树枝形聚合物体系内的电子转移和能量传递是人工模拟光合作用的一个突破口,是目前相关研究工作的热点之一。

  在国家自然科学基金委、科技部973项目和中科院的大力支持下,理化所李嫕研究员的课题组设计合成了系列芳醚树枝形聚合物,对树枝形聚合物核心和外围进行了修饰,外围以二苯酮作为能量给体,核心处以降冰片二烯作为能量受体(BP-Gn-NBD)。与化学所合作,通过稳态和瞬态光谱以及核心光化学反应探测等方法,系统研究了芳醚树枝形聚合物体系内的三重态能量传递过程,拓展了树枝形聚合物在模拟光合作用、太阳能存储和光功能材料研究中的应用。研究成果以全文发表在近期的国际化学期刊J. Am. Chem. Soc. (2005,127(7), 2165-2171)上。

  在BP-Gn-NBD中(n = 1-4)选择性激发外围二苯酮,核心处的降冰片二烯能够有效地猝灭二苯酮的磷光,瞬态吸收光谱证实二苯酮的三重态能量可以有效地传递给降冰片二烯。分子内光敏异构化反应实验表明经过三重态能量传递后,核心的降冰片二烯基团异构化为相应的四环烷。光敏异构化反应的动力学实验证实,随着代数的增长,异构化反应的速率明显增加,表现出显著的光捕获效应。同时,能量传递机制的研究证实树枝形聚合物具有折叠构象。

  业务处

  2005.5.16

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