發(fā)布時(shí)間：2020-06-12 09:14

【摘要】：力致變色材料作為智能材料的一種,在傳感器、無(wú)墨書寫和生物醫(yī)療等方面有著巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。因此發(fā)展新型力致變色材料并拓展其應(yīng)用領(lǐng)域,已成為當(dāng)今材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文主要圍繞氟硼類衍生物的力致變色性能展開(kāi)研究,探究了分子扭曲結(jié)構(gòu)和分子內(nèi)的D-A結(jié)構(gòu)對(duì)材料變色性能的影響,主要研究成果如下:1.設(shè)計(jì)合成了三個(gè)具有不同取代基修飾的BOPIM(Boron 2-(2-pyr-idyl)imidazole complex)衍生物,包括苯基、噻吩和并噻吩,并對(duì)其光物理性質(zhì)和力致熒光變色性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在各向異性力的作用下,BOPIM-Ph、BOPIM-Th和BOPIM-TTh的最大熒光發(fā)射分別發(fā)生了19 nm、22 nm和45 nm的紅移。PXRD和DSC分析表明,這種致熒光變色現(xiàn)象是由于固體樣品在外力刺激下從結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)定形態(tài)導(dǎo)致的。為了進(jìn)一步從分子層次了解材料力致變色的本質(zhì),對(duì)三個(gè)分子的單晶施加了各向同性作用力。結(jié)果表明,具有最大的扭曲構(gòu)型和分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移的BOPIM-TTh分子具有最明顯的壓致變色現(xiàn)象,其最大熒光發(fā)射波長(zhǎng)發(fā)生了134 nm的變化。由于各向同性作用力不會(huì)破壞晶體,所以此處的熒光變色現(xiàn)象來(lái)源于分子在力的作用下逐漸趨于平面化,導(dǎo)致共軛程度增加,分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移增強(qiáng),熒光發(fā)生紅移。2.合成了三個(gè)硼氟類衍生物B1、B2和B3。為了突出取代基對(duì)于變色材料的重要性,其中作為對(duì)比分子的B1化合物是沒(méi)有取代基的平面型分子。通過(guò)研究其力致變色性質(zhì),發(fā)現(xiàn)B1、B2、B3在剪切力作用下分別發(fā)生0 nm、35 nm、50 nm的紅移。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),樣品研磨前后熒光的改變是由于結(jié)晶態(tài)到無(wú)定形態(tài)的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的。結(jié)構(gòu)分析可以得出,具有更大扭曲角度的分子結(jié)構(gòu)和分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移是材料變色的主要原因,這與前一章的工作結(jié)論是一致的。
【圖文】：

圖 1-27 在力的作用下螺吡喃轉(zhuǎn)化為部花青素的示意圖[93]gure 1-27 Schematic representation of mechanochromism by converting polymeric spiropy(SP) into merocyanine (MC) under mechanical force[93]

圖 2-1 BOPIM 分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)式Figure 2-1 Chemical structures of BOPIM dyes in this work
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB381

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