本發(fā)明屬于人工光捕獲，具體涉及到一種基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)及其制備方法和應用。

背景技術：

1、超分子材料與生產生活緊密聯(lián)系，可廣泛應用于各個方面。在生物醫(yī)藥領域，超分子材料是潛在的藥物載體?；谥骺腕w相互作用的藥物包封由于其生物相容性、疏水腔和衍生物種類較多等特點，具有可調節(jié)和可逆的優(yōu)點，并改善了藥物的低利用度；在電子通信方面，水下具有自修復能力和優(yōu)異力學性能的電子水凝膠材料代替了原始的電子材料。協(xié)同弱氫鍵和強偶極作用使得水下自修復超分子水凝膠具有高拉伸性、韌性好和快速應變自恢復能力，大幅改善了機械損壞后對水下工作的影響；在化學材料方面，超分子可應用于光催化、分子識別、動態(tài)防偽等方面。綜上，超分子化學是一門多科學交叉的前沿科學，具有極其廣泛的應用前景和潛力。

2、科學家們?yōu)槟M光合作用中的多步能量轉移(fret)過程，致力于構筑不同的人工光捕獲系統(tǒng)(lhs)。然而傳統(tǒng)的熒光材料往往表現(xiàn)出聚集誘導淬滅(acq)效應，阻礙了人工光捕獲系統(tǒng)的發(fā)展。近年來，聚集誘導發(fā)光(aie)材料被廣泛應用，有機aie分子通過超分子策略調控在水介質中可自組裝成納米聚集體，使得其具有不同熒光特性。因此，aie熒光分子組裝體為構建人工光捕獲系統(tǒng)提供了良好的平臺。

技術實現(xiàn)思路

1、本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

2、鑒于上述和/或現(xiàn)有技術中存在的問題，提出了本發(fā)明。

3、因此，本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)。

4、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下技術方案：(i)以結構式如式(i)所示的化合物tpcnpy形成的超分子納米粒子作為能量給體，以結構式如式(ⅱ)所示的熒光染料esy作為中繼能量受體，以結構式如式(ⅲ)所示的染料sr101為最終能量受體；

5、(ii)化合物tpcnpy在水相中自組裝形成超分子納米粒子納米顆粒，包裹染料esy和染料sr101，tpcnpy的能量傳遞給esy，然后再傳遞給sr101，構筑成連續(xù)光捕獲系統(tǒng)；

6、其中，化合物tpcnpy的結構式如式(i)所示，熒光染料esy的結構式如式(ⅱ)所示，染料sr101的結構式如式(ⅲ)所示；

7、

8、本發(fā)明的另一目的是，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法。

9、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下技術方案：包括，

10、稱取化合物tpcnpy超聲形成均勻分散的球形納米顆粒溶液；

11、向球形納米顆粒溶液中加入含有熒光染料esy的溶液，超聲分散后得到一次能量轉移的光捕獲系統(tǒng)；

12、向一次能量轉移的光捕獲系統(tǒng)中加入含有熒光染料sr101的溶液，超聲分散后得到二次能量轉移的光捕獲系統(tǒng)。

13、作為本發(fā)明所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：以結構式如式(ⅳ)所示的化合物c和1,6-二溴己烷親核取代得到化合物d，化合物d與4-甲基吡啶反應得到目標化合物tpcnpy；

14、所述化合物tpcnpy的制備流程如式(ⅴ)所示；

15、

16、作為本發(fā)明所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述化合物c和1,6-二溴己烷親核取代反應為在n2保護氛圍下。

17、作為本發(fā)明所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述化合物c和1,6-二溴己烷親核取代反應的溫度為50～65℃。

18、作為本發(fā)明所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：化合物d與4-甲基吡啶反應為在n2保護氛圍下。

19、作為本發(fā)明所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述一次能量轉移的光捕獲系統(tǒng)中，化合物tpcnpy與熒光染料esy的摩爾濃度比為50～800:1。

20、作為本發(fā)明所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法一種優(yōu)選方案，其中：所述二次能量轉移的光捕獲系統(tǒng)中，化合物tpcnpy、熒光染料esy和sr101的摩爾濃度比為1000:20:1～6。

21、本發(fā)明的又一目的是，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)在發(fā)光材料中的應用。

22、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下技術方案：所述發(fā)光材料為光致發(fā)光材料，激發(fā)波長為375～511nm。

23、本發(fā)明的再一目的是，克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)在熒光器件中的應用。

24、本發(fā)明有益效果：

25、(1)本發(fā)明所述光捕獲系統(tǒng)是在水溶液中構建，具有成本低、綠色環(huán)保無污染的效果，形式為水分散超分子納米顆粒，具有結構穩(wěn)定的特點，儲存數(shù)周且具備高效發(fā)光特性；

26、(2)本發(fā)明提供的光捕獲系統(tǒng)具有兩步連續(xù)能量轉移過程，能更充分利用能量和更好地模擬自然界光合作用能量轉遞路徑；

27、(3)本發(fā)明提供的光捕獲系統(tǒng)在非常高的給受體比例情況下仍能較好轉移能量，單位受體能夠承接高達幾百甚至上千倍數(shù)量給體轉移的能量，同時具備高效能量轉移能力和超高的天線效應等優(yōu)點，第一步能量轉移為化合物tpcnpy至中間受體esy，其最高能量轉移效率達64.0％，最佳天線效應達16.2，第二步能量轉移為中間受體esy至最終受體sr101，其最高總能量轉移效率達87.8％，最佳天線效應達9.8；

28、(4)本發(fā)明提供的光捕獲系統(tǒng)通過控制給受體的比例，實現(xiàn)可調熒光發(fā)射，因此在熒光發(fā)光器件具有潛在應用前景。

技術特征：

1.一種基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)，其特征在于：

2.如權利要求1所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法，其特征在于：包括，

3.如權利要求2所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法，其特征在于：以結構式如式(ⅳ)所示的化合物c和1,6-二溴己烷親核取代得到化合物d，化合物d與4-甲基吡啶反應得到目標化合物tpcnpy；

4.如權利要求3所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法，其特征在于：所述化合物c和1,6-二溴己烷親核取代反應為在n2保護氛圍下。

5.如權利要求4所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法，其特征在于：所述化合物c和1,6-二溴己烷親核取代反應的溫度為50～65℃。

6.如權利要求3所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法，其特征在于：所述化合物d與4-甲基吡啶反應為在n2保護氛圍下。

7.如權利要求2所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法，其特征在于：所述一次能量轉移的光捕獲系統(tǒng)中，化合物tpcnpy與熒光染料esy的摩爾濃度比為50～800:1。

8.如權利要求2所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)的制備方法，其特征在于：所述二次能量轉移的光捕獲系統(tǒng)中，化合物tpcnpy、熒光染料esy和sr101的摩爾濃度比為1000:20:1～6。

9.如權利要求1所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)在發(fā)光材料中的應用，其特征在于：所述發(fā)光材料為光致發(fā)光材料，激發(fā)波長為375～511nm。

10.如權利要求1所述的基于aie型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)在熒光器件中的應用。

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于AIE型給體的連續(xù)光捕獲系統(tǒng)及其制備方法和應用，屬于人工光捕獲技術領域。以化合物TPCNPy形成的超分子納米粒子作為能量給體，以熒光染料ESY作為中繼能量受體，以染料SR101為最終能量受體，構筑成連續(xù)光捕獲系統(tǒng)。本發(fā)明提供的光捕獲系統(tǒng)具備高效能量轉移能力和超高的天線效應等優(yōu)點，第一步能量轉移為化合物TPCNPy至中間受體ESY，其最高能量轉移效率達64.0％，最佳天線效應達16.2，第二步能量轉移為中間受體ESY至最終受體SR101，其最高總能量轉移效率達87.8％，最佳天線效應達9.8。

技術研發(fā)人員：肖唐鑫,黨瀟漫,王月紅,陳鄧立,李正義,孫小強
受保護的技術使用者：常州大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10