有机杂环类双光子材料的研究进展

合集下载

双光子吸收mof

双光子吸收mof
双光子吸收MOF简介
双光子吸收是一种非线性光学现象,指在高强度激光照射下,分子或材料同时吸收两个光子而被激发到更高能级态的过程。

与单光子吸收相比,双光子吸收具有独特的优势,如大尺寸三维空间选择性、深组织穿透性强、光损伤较小等,在生物医学成像、光动力治疗、光刻蚀和3D打印等领域展现出广阔的应用前景。

金属-有机框架(MOF)是一类由无机金属离子或簇与有机配体通过配位键自组装而成的多孔晶态材料。

MOF不仅具有高度有序的多孔结构、超高的比表面积和丰富的化学组成,而且可以根据需要通过设计合成实现性能调控。

近年来,双光子吸收MOF由于其独特的光学性能和结构优势而受到广泛关注。

通过对MOF骨架金属离子或配体的精确设计,可以赋予MOF优异的双光子吸收性能。

常见的策略包括引入π-共轭大共平面芳香分子、合适的给电子基团和吸电子基团等。

同时,多孔框架结构使MOF避免了传统双光子染料分子会发生聚集和淬灭的缺陷,保证了优异的双光子吸收性能。

此外,MOF骨架中的金属离子也可以发挥光敏作用,激发产生的电子可以在骨架上快速转移,从而增强光响应性能。

双光子吸收MOF材料兼具高效双光子吸收、合理化学设计可调控性和高度有序多孔结构等优势,在生物成像、光动力治疗、非线性光学
器件、光刻蚀材料等领域展现出巨大的应用潜力。

对于发展新型功能光电材料具有重要的理论和实用价值。

基于含氮杂环有机小分子发光材料合成及性能研究

基于含氮杂环有机小分子发光材料合成及性能研究基于含氮杂环有机小分子发光材料合成及性能研究引言:近年来，随着有机发光材料在光电器件中的应用日益广泛，对发光材料的合成与性能研究也得到了越来越多的关注。

其中，基于含氮杂环有机小分子的发光材料因其优异的光电性能而备受关注。

本文将介绍一种基于含氮杂环有机小分子的合成方法，并重点研究其光电性能。

一、含氮杂环有机小分子的合成方法含氮杂环有机小分子的合成方法有多种途径，如氮杂环的直接合成、Knoevenagel缩合、Suzuki偶联等。

其中，氮杂环的直接合成是最常用的合成方法之一。

例如，苯并吡唑是一种常用的含氮杂环结构，它可以通过苯并吡唑的直接合成方法得到。

我们在实验中使用乙二酰胺和乙酸乙酯作为起始原料，通过一系列的反应步骤，成功合成了苯并吡唑结构的有机小分子。

该合成路线简单，产率高，适用于大规模生产。

二、合成有机小分子的性能研究我们对所合成的有机小分子进行了一系列的性能研究。

首先，通过紫外-可见吸收光谱研究了有机小分子的吸收性能。

实验结果表明，在可见光范围内，有机小分子表现出明显的吸收峰，并且吸收峰随着溶液浓度的增加而增强。

这一结果表明，所合成的有机小分子具有较好的吸收性能。

接下来，我们通过荧光发射光谱研究了有机小分子的发光性能。

实验结果显示，有机小分子在紫外光照射下发出明亮的绿色荧光，并且荧光强度与溶液浓度呈正相关。

这说明所合成的有机小分子具有良好的荧光性能，并且可应用于有机发光器件中。

此外，我们还对有机小分子进行了热稳定性、溶解性和电学性能的研究。

结果表明，所合成的有机小分子具有良好的热稳定性和溶解性，可满足在不同工艺条件下的应用需求。

同时，有机小分子在薄膜形态下表现出较高的电子迁移率和较低的工作电压，这使其具有潜在的应用于有机电子器件中的可能。

三、结论与展望本文通过合成含氮杂环有机小分子的方法，并对其光电性能进行了研究。

实验结果表明，所合成的有机小分子具有较好的吸收性能、荧光性能、热稳定性、溶解性和电学性能，显示出潜在的应用价值。

光致变色的研究进展_冯晓强

图 1 俘精酸酐变色前后分子结构式
为了能在半导体激光器输出波长 780nm 处有足够的吸收, 友田等人研究了杂环取代基与有色体吸收光谱之间的关系。他认为, 取代基斥电子能力越强, 有色体最大吸收波长红移越多。对于相同杂环, 环上斥电子基也会使得有色体吸收波长红移。樊美公等人发现吡咯取代的俘精酸酐与四氰基对苯醌二甲烷基态所形成的络合物在 K= 460nm 光作用下发生电子转移反应, 得到的自由基离子在 780～840nm 范围内有最大吸收, 且在 840nm 光照下又可形成俘精酸酐和对苯醌二甲烷。反复测试多次后写入和擦除态仍有较好的对比度。友田的工作还表明, 杂环上有斥电子基时, 消色反应 5 值会大大减小。他认为这是由于受激发的有色体的势能变化所致。用 5-二甲基胺吲哚取代俘精酸酐, 有色体最大吸收波长明显红移至 673nm 。但该化合物在可见光下很难回复到开环体, 5 值接近 0, 但是实现了非破坏性读出, 可保证所存信息不被破坏, 作为只读型介质有较大发展前途。
4
具有推拉型取代结构的偶氮苯更是如此。然而, 由于偶氮苯基团中推拉电子基团的强度对顺-反异构体所占的比例有影响, 因此也就影响了整个写入速度。王江洪等人通过改变偶氮苯基团中推拉电子基团改进了材料的存储性能〔5〕。
推拉型偶氮化合物结构简式为
实验时将其掺在高分子聚合物 ( 如 PM M A, PS 等) 中。试验表明, 该材料有较好的非线性光学特性。魏振乾等人已利用其非线性及简并 4 波混频系统 ( DF WM ) 获得了 3 重永久存储信息和 3 重实时存储信息〔6〕。
第 21 卷第 3 期 2000 年

有机无机二维杂化材料的制备及非线性光学性质研究

有机无机二维杂化材料的制备及非线性光学性质研究有机无机二维杂化材料（OI-2D）是一种结合了有机分子和无机纳米材料的新型杂化材料，具有独特的结构和性能。

本文将介绍OI-2D材料的制备方法，并探讨其在非线性光学领域的应用和性质研究。

首先，制备OI-2D材料的主要方法包括溶液剥离法、气相外延法以及机械剥离法。

溶液剥离法是首选的制备方法，通过将无机材料和有机分子混合在一起，并溶解在溶剂中，然后通过剥离法将材料转移到基底上。

这种方法简单易行，可用于大面积制备OI-2D材料。

随后，我们将讨论OI-2D材料在非线性光学中的应用。

非线性光学是一门研究光在材料中的非线性效应的学科，与线性光学不同，非线性光学过程中光与物质的相互作用可以产生更复杂的效应，如频率倍增、和频、差频、光学相位共轭等。

这些非线性光学现象在光通信、光计算、光存储等领域有着广泛的应用。

OI-2D材料在非线性光学中显现出了优越的性能。

首先，OI-2D材料具有宽带隙，可用于增加光吸收和光等离子体共振，从而提高非线性光学效应。

其次，OI-2D材料的层状结构使得光在其表面上传播时表现出强烈的约束和限制，从而进一步增强非线性光学效应。

此外，OI-2D材料的化学组成和晶体结构可以通过对无机纳米材料和有机分子进行调控来实现，从而调节其非线性光学性质。

这些优势使得OI-2D材料成为非线性光学领域的前沿研究方向。

针对OI-2D材料的非线性光学性质研究，研究人员通过激光光谱等方法进行了广泛的实验研究。

他们观察到了OI-2D材料的非线性吸收和非线性折射等效应，并通过调节有机分子和无机纳米颗粒的组成，使其具有更高的非线性光学响应。

此外，研究人员还探索了OI-2D材料的温度和外加电场等因素对其非线性光学性质的影响。

这些研究为进一步理解OI-2D材料的非线性光学性质提供了重要的实验依据。

总之，有机无机二维杂化材料是一种具有广泛应用潜力的新型杂化材料。

通过制备方法的选择和材料性质的调控，可以获得具有优越非线性光学性质的OI-2D材料。

双光子吸收的原理及应用

双光子吸收的原理及应用1. 原理双光子吸收（TPA）是指在低能量密度下，两个光子通过同时作用于被吸收物质，从而引起材料电子的激发跃迁。

它与单光子吸收相比，具有以下几个不同之处：•单光子吸收：一个光子被吸收，产生单个激发。

•双光子吸收：两个光子同时被吸收，产生单个激发。

1.1 双光子吸收的条件•入射光子的能量：入射光子的能量应等于或略小于被吸收物质的带间跃迁能量。

•光子的空间叠加：两个光子的相遇概率较低，需要采用高光束密度及长激光脉冲宽度。

1.2 双光子吸收的机理双光子吸收的机理主要基于量子力学中的虚实态跃迁。

当两个光子同时作用于被吸收物质时，它们的能量合并，使得被吸收物质中的电子发生跃迁。

通常，这种吸收过程是高激发态和基态之间的跃迁。

2. 应用双光子吸收在多个领域中具有广泛的应用。

2.1 材料科学双光子吸收在材料科学中被用于研究材料的光电性质。

通过制备具有双光子吸收性能的材料，可以实现高效的光电转换。

这对于太阳能电池和光电器件的研发具有重要意义。

2.2 光谱学双光子吸收可以用于光谱学的研究。

通过测量样品在不同波长下的双光子吸收谱，可以揭示材料的能带结构和能级分布，从而进一步了解材料的特性。

2.3 生物医学在生物医学领域，双光子吸收成像（TPA）技术被广泛应用于非侵入性的活体成像。

通过利用双光子吸收效应，可以实现高分辨率、深层次的细胞和组织成像，对于研究生物进程和疾病诊断具有重要意义。

2.4 量子计算双光子吸收在量子计算中也扮演着重要的角色。

通过利用双光子吸收产生的非线性效应，可以实现光学量子门操作，从而实现光量子计算的高速、高精度和大规模化。

2.5 不确定性测量双光子吸收可以用于不确定性测量。

通过测量双光子吸收的强度和相位，可以实现高精度的测量和传感，例如时间延迟测量和位移测量。

3. 结论双光子吸收作为一种特殊的吸收现象，具有独特的原理和广泛的应用。

从材料科学到生物医学，再到量子计算和不确定性测量，双光子吸收的应用正在改变我们对于光与物质相互作用的理解，并推动着相关领域的发展。

双光子荧光探针研究及其应用

双光子荧光探针研究及其应用
双光子荧光探针是一种基于双光子激发的荧光探针，它利用两个光子几乎同时地激发样品中的分子，从而实现高度局部化的激发和探测。

与传统的单光子激发相比，双光子激发具有更深入的组织穿透能力和更低的背景干扰，因此在生物医学研究和生命科学领域中得到广泛应用。

双光子荧光探针的研究主要集中在以下几个方面：
1. 荧光探针设计：研究如何设计具有高荧光量子产率和稳定性的双光子荧光探针，以提高探测的敏感性和精确性。

2. 生物成像：双光子荧光成像技术可以实现对生物体内深层组织的高分辨率三维成像，对于生物医学研究和临床诊断具有重要意义。

研究人员通过选择适当的荧光探针，可以实现对特定生物分子、细胞结构和功能的非侵入性成像。

3. 荧光传感：双光子荧光探针可用于检测和传感生物体内的特定分子、离子和信号分子。

通过设计合适的配体和荧光基团，可以实现对生物过程和环境变化的实时监测和定量分析。

4. 荧光光谱学：双光子荧光探针的荧光光谱特性研究对于了解其激发和发射机制、荧光量子产率和荧光寿命等参数具有重要意义，有助于提高探针的性能和应用效果。

双光子荧光探针在生物医学研究和临床应用中具有广泛的应用前景，包括癌症诊断、药物筛选、神经科学研究、组织工程等领域。

随着技术的不断发展和突破，双光子荧光探针
将进一步推动生命科学的进展，并为人类健康提供更好的解决方案。

方酸菁染料在生物检测中的研究进展

方酸菁染料在生物检测中的研究进展周晓鹰;王晶晶;刘晓骞【摘要】Squarylium is a new near-infrared organic dye.Due to its special structure Donor-Accept-Donor,squaraine dyes in the visible-near infrared region have a strong absorption and fluorescence emission, which have been used increasingly in biological fluorescence imaging.This article discussed the development and application of squaraine dyes in biological fluorescence imaging.The squarylium probe fluorescence imaging as markers in protein and tumoris was also introduced,as well as diagnosis drugs in tumor.Moreover, the further development prospect in this field is prospected.%方酸菁是一种新型的近红外有机染料,由于其特殊的 D-A-D 结构,在可见-近红外区域有强烈的吸收和荧光发射,因而越来越多地被应用在生物检测中.综述了近年来方酸菁染料在生物检测技术中的发展和应用,也介绍了方酸菁探针的荧光成像技术在蛋白质标记和肿瘤标记与诊断中的应用,并展望了该领域的发展前景.【期刊名称】《常州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(029)002【总页数】7页(P34-40)【关键词】方酸菁染料;荧光成像;生物检测;医学诊断【作者】周晓鹰;王晶晶;刘晓骞【作者单位】英国南安普顿大学医学院,南安普顿 SO16 6YD;常州大学制药与生命科学学院,江苏常州 213164;常州大学制药与生命科学学院,江苏常州 213164;常州大学制药与生命科学学院,江苏常州 213164【正文语种】中文【中图分类】R943近红外(Near-infrared)染料光学成像技术已被广泛地应用于基本生物学和临床前诊断，但是具有好的生物相容性、低毒或无毒性和高荧光效率[1]的近红外荧光染料一直是近红外荧光成像研究的热点和难点。

有机杂环分子的双光子吸收特性

Ｈｅｅｏａｏｍｉｎｇｍｏｌｃｅｓｔｒｔｃｒｉｅｕｌ
近年来，双光子吸收截面大的材料在三维光信息存储、双光子荧光显微和成像、光学微加工、频率上转换激射、限幅以及光生物学等方面显示出的光良好应用前景【】ｌ，－使得从理论和实验上寻找、３合成
ｉｏｔｎａａｆｃａｇｇｏｌｃｒｎｄａｎｒｕ．ＴｉｉｄｏｌｃｌａｅｔｒＴＰ（ｗｏｐｏｏｍｐｒｔｔｎｔｔｏｈｉｆｅｅｔｒｗｉｇｇｏｐｈｓｋｎｆｍｏｅｕｅｈｄａｂｔＡｔ・ｈｔｎａｈｈｎｎｏｅ
具有大的双光子吸收截面的材料以及了解分子结构与性能的关系成为材料学、电子学等领域研究光
的热点．
素有关．按供吸电子的性质划分，官能团分为给体（）Ｄ和受体（两类．称分子是指分子两端的官能团同Ａ】对
（ｏｌｅｆｈｓｓｎｌｔｎｃ，ｈｎｏｇＮｒａｎｖｒｉ，ｉｎ２０１，．ｈｎ）ＣｌｇＰｙｉｄｅｒｉＳａｄｎｏｍｌｉｅｓｙＪａ５０４ＰＲＣｉａｅｏｃａＥｃｏｓＵｔｎ
Ａｂｓｒｃ：ｔａｔＴｅｎｎｉｅｒｏｔａｒｐｒｉｓｏｒｅｂｎｏｈａｏｙ．ｅｖｔｅｅｙｓｎｈｅｉｅｒａｃｌｔｄｈｏｌａｐｉｌｏｅｔｆｔｅｅｚｔｉｚｌ１ｄｒａｉｓｎｗｌｙｔｓｄｗｅｅｃｌｕａｅｎｃｐｅｈｉｖｚ

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

第２卷第２期２
２１年３月０１
化
学研
究
中国科技核心期刊
ｈｙ＠ｈｎ．ｄ．ｎｘｊｅｕｅｕｃ
ＣＨＥＭＩＣＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨ
有机杂环类双光子材料的研究进展
张献ｈ，黄宝丽姚金水，于晓强。
，
（．山东轻Ｔ业学院材料科学与工程系，东济南２０５；２１山５３３．山东大学晶体材料国家重点实验室，山东济南２００）５１０
双光子吸收以其特有的三维处理能力和极高的空间分辨本领在生物、理、学、物化医学等领域显示出变
摘

要：述了近年来不同结构的杂环类双光子材料的研究进展，就其发展趋势进行了展望．指出双光子吸综并
收材料在诸多领域有着潜在的应用前景，光电功能材料领域研究的热点之一；中杂环类化合物具有较强的是其推拉电子能力、的光学稳定性、高易修饰，能有效提高材料的双光子性能，研究的重点．是关键词：光子吸收材料；环化合物；究进展双杂研
中图分类号：２．２０６１２文献标志码：Ａ文章编号：０８１１（０１０ —００ —０１０ — ０１２１）２１３８
Ｒｅｅｒｈｐｏｒｓｆｏｇｎｃｈｅｅｏｙｌｃｔ — ｈｔｎｍａｅｉｌｓａｃｒｇｅｓｏｒａｉｔｒｃｃｉｗｏｐｏｏｔｒａｓ
ＺＨＡＮＧａ，ＨＵＡＮＧｏｌ，ＹＡＯｉ—ｈｉ，ＹＵａ — ｉｎＸｉｎＢａ —ｉＪｎｓｕＸｉｏｑａｇ
（．ｏｉｃｌｙＬｂｒｔｒｆＧｌｓａｄＣｒｍｉＭａｅｉｌ，ＳｈｏｆＭａｅｉｌＳｉｃｎｇｎｅｉｇ，Ｓａｄｎ１ＰｒｖｎｉａｏａｏｙｏａｓｎｅａｃａＫｅｔｒａｓｃｏｌｔｒｓｃｅｅａｄＥｎｉｅｒｎｏａｎｈｎｏｇＩｓｔｔｉｈｎｕｔｙｉａ５３３ＳａｄｎｎｔｕｅｆＬｇｔＩｄｓ，Ｊｎｎ２０５，ｈｎｏｇ，Ｃｉａ；２ＳａｅＫｅａｏａｏｙｏｒｓｌｔｒｌ，ｉｏｒｈｎ．ｔｔｙＬｂｒｔｒｆＣｙｔｅｉｓａＭａａ
ＳａｄｏｇｖｒｉｈｎｎＵｎｉｅｓｔｙ，Ｊｉａ５０Ｓｈｎｏｇ，Ｃｈｎｎｎ２０１０，ａｄｎｉａ）
ＡｂｔａｔＡｅｉｗｓｐｒｉｅｈｅｒｓａｃｏｅｓｏｗｏｐｈｏｎａｏｐｔｏ（ｓｒｃ：ｒｖｅｉｏｖｄｄｏｆｔｅｅｒｈｐｒｇｒｓｆｔ — ｏｔｂｓｒｉｎＴＰＡ）ｍａｅｔ— ｒａｓｉｌ．ＳｕｇｅｔｏｎｖｅａｓｅｎｇｉｎａｏｕｈｅｅｏｇｓｉｓｈａｌｏｂｅｖｅｂｔｔｅｄｖｌｐｍｅｔｔｅｎｒｎｄｏｆＴＰＡｔｒａｓＩｓｍａｅｉｌ．ｔｉｐｏｎｔｄｏｕｈｔＴＰＡｔｒａｓｈａｅｐｒｍｉｉｇａｌｃｔｏｎｍａｉｌｓａｒｔｒｃｉｇｉｅｔｔａｍａｅｉｌｖｏｓｎｐｐｉａｉｎｓｉｎｙｆｅｄｎｄａｅａｔａｔｎｍｕｃｔｅｔｏｎｔｉｌｆｐｈｔｅｅｔｏｃｆｃｉｎａａｅｉｌ．Ｐａｔｃａｌｈａｔｎｉｎｉｈｅｆｅｄｏｏｏｌｃｒｎｉｕｎｔｏｌｍｔｒａｓｒｉｕｌｒｙ，ｏｇｎｉｅｅｏｒａｃｈｔｒ — ｃｃｉｏｐｕｎｓｈａｔｏｌｃｒｎｐｕｈｉｇａｙｌｃｃｍｏｄｖｅｓｒｎｇｅｅｔｏｓｎｎｄｐｕｌｉａａｉｉｙ，ｈｇｈｏｐｉａｓａｌｙ，ｌｎｇｃｐｂｌｔｉｔｃｌｔｂｉｉｔａｄａａａｉｉｙｔｎｄｐｔｂｌｔｏｍｏｄｆｃｔｏｉｉａｉｎ，ａｄｃｎｅｆｃｉｅｙｉｒｅｔＷＯｐｈｏｂｓｒｉｎｐｅ — ｎａｆｅｔｖｌｍｐｏｖｈｅｔ — ｏｔｎａｏｐｔｏｒｆｍａｃｔｒａｓ．ｍａｎｔｆａｉｅｆｈｅｔａｉｅｉｉｄｆｃｓ．ｏｒｎｅｏｆｍａｅｉｌｋｉｇｉｅｓｂｌｏｒｔｍＯｄｒｗｎｔｎｓｆｅｏｕＫｅｗｏｄ：ｔ — ｈｏｏｂｏｐｉｎｍａｅｉｌｙｒｓｗｏｐｔｎａｓｒｔｏｔｒａｓ；ｈｅｅｏｙｃｉｏｔｒｃｌｃｃｍｐｏｄ；ｒｓａｃｏｒｓｕｎｅｅｒｈｐｒｇｅｓ