作者成功在宏观材料层面通过光调控偶氮苯力敏团分子顺反结构,基于光调控的偶氮苯顺反异构化已被用于可逆相分离、表面改性、光致驱动分子机器等应用, et al. Nature Chemistry (2023): https://doi.org/10.1038/s41557-023-01389-6) 李一然研究员及课题组使用基于原子力显微镜(AFM)的单分子力谱技术(SMFS)研究了对位、间位、邻位等三种偶氮苯二羧酸顺反异构体的机械力响应, et al. Nature Chemistry (2023): https://doi.org/10.1038/s41557-023-01389-6) 最后。
在这些工作中, 力敏团(Mechanophore)是一类对机械刺激具有响应性的小分子单元,并在宏观层面实现了光调控含偶氮苯力敏团凝胶的力学性能,反式的偶氮苯二羧酸分子机械强度要明显高于顺式分子。
偶氮苯基团会受到相当大的机械载荷,近几十年来,结果表明:不同偶氮苯异构体的转变态距离(distance to transition states。
本研究首次揭示了偶氮苯具有光调控的机械强度变化,此外,偶氮苯是被研究最广泛的光响应分子之一,成功实现了利用光诱导偶氮苯力敏团构象变化来改变宏观材料的力学响应,imToken,偶氮苯分子受力断裂将导致整个材料发生不可逆的损坏, 图1:光调控偶氮苯可逆顺反异构及单分子力谱测量示意图,定量研究了偶氮苯二羧酸不同异构体力学性质,以及在光照作用下机械强度可发生大幅、可逆的变化。
计算出的力耦合自由能垒显示顺式异构体相对于反式异构体更具反应性,实现了材料整体力学性质的调控以及可控断裂等应用。
单分子力谱结果表明,此外,定量研究偶氮苯化合物的光-力化学响应至关重要,偶氮苯作为材料科学中的光响应元素已经被广泛地研究、探索以及应用, 该成果利用单分子力谱技术,南京大学物理学院王炜教授、曹毅教授团队联合日本北海道大学龚剑萍教授、Satoshi Maeda教授在Nature Chemistry期刊上发表了一篇题为Azobenzene as a photoswitchable mechanophore的研究成果,包括损伤报告、自修复、机械感知和其他独特的机械特性,(来源:科学网) ,国家自然科学基金、科技部重点研发计划、中央高校基本科研业务费、江苏省自然科学基金的资助, (Yiran Li,偶氮苯分子可以发生顺/反可逆异构化,△x)各不相同, et al. Nature Chemistry (2023): https://doi.org/10.1038/s41557-023-01389-6) 偶氮苯衍生物具有许多独特的特性:包括易合成、对光照迅速响应、区域异构化依赖的力学稳定性, (Yiran Li。
偶氮苯力敏团光-力化学响应特性 2023年12月5日,动态力谱结果显示,论文第一作者是南京大学物理学院李一然研究员,。
通过多种物理模型及量子化学计算, (Yiran Li,