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摘要：研究小组设计并合成了一类将柔性烷烃或环己烷作为连接子，引入到具有SF活性的并五苯二聚体中的新型分子。利用这些分子，在静水压力下进行了光谱测量，结果发现，激发态的动力学，即SF反应速率随压力可逆变化。

关键词：单线态裂变（SF）、激子、光能利用效率、静水压力、柔性连接子

要点

开发了一种可通过静水压力（压力）加速或减速“单线态裂变（SF）”的分子，从而将一个光激子增加到两个激子。
连接分子的柔性连接子结构是压力响应的关键，成功主动切换了激发态的反应速率。
提出一种利用压力控制光反应的“软材料设计”新方向，为光能转换和光疗等领域的应用开辟了新的道路。

SF光反应过程的压力控制

“单线态裂变（Singlet Fission,SF）”作为一种有效利用太阳能和可见光能的关键现象，正引起人们的关注。SF是指光生单线态激子与相邻的基态分子相互作用，进而产生两个三线态激子的过程。通过这一过程，可以从一个光子中获得两个激子，从而有望提高光能的利用效率。然而，迄今为止，利用外部刺激主动控制SF的过程仍然十分困难。

此次，研究小组利用静水压力这一机械外部刺激，成功控制了分子内SF过程（intramolecular SF,iSF）。

研究小组设计并合成了一类将柔性烷烃或环己烷作为连接子，引入到具有SF活性的并五苯二聚体中的新型分子。利用这些分子，研究小组在静水压力下进行了光谱测量，结果发现，激发态的动力学，即SF反应速率随压力可逆变化。研究小组首次验证了SF速率随压力加速和减速的反转现象，并发现了一种三重态激子的寿命虽然因压力而缩短，但其生成率并未下降的新型激子行为。

这一发现有望应用于压力响应型光能转换材料和生物环境中的光动力疗法。

研究者评论

这次，研究发现的通过静水压力对SF光反应过程进行主动控制，特别是根据所用溶剂的不同，在压力条件下产生的三重态激子的反转现象，是世界首例。起初，这一结果令人难以置信，但经过各种验证实验证实后，我们感到无比振奋。

（1）获取信息

DOI：10.1039/d5sc04791a

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通过压力控制光激发态分子的分裂，利用软分子开创下一代能量转换材料