日本岐阜大學(xué)2016年8月3日宣布開發(fā)出了一種熒光物質(zhì)，雖然是單一的熒光發(fā)光分子，但可以通過添加酸來改變熒光色。通過調(diào)整特定的酸的混合比例，還可以實現(xiàn)白色熒光。將來有望應(yīng)用于有機EL照明燈、有機EL顯示器、用于檢測重金屬等的化學(xué)傳感器芯片等。
在熒光發(fā)光化合物中添加酸之后的變化，藍(lán)色逐漸變淺，變成白色和橙色。
顏色變化的色度座標(biāo)，添加酸之后，顏色呈直線型變化。
研究小組此前在含有硫原子和多個氮原子的低分子有機化合物群（氨基噻唑類，Aminothiazole）的研究過程中，開發(fā)出了在具備五節(jié)環(huán)的特定位置導(dǎo)入氮原子的新型熒光化合物。研究小組發(fā)現(xiàn)，這種化合物擁有極具特點的分子構(gòu)造，五節(jié)環(huán)部分與導(dǎo)入氮原子的部分大幅扭曲，通過在該位置導(dǎo)入不同的取代基或元素，可以控制熒光色，從藍(lán)色到紅色均可實現(xiàn)。
此次通過在這種新型熒光化合物的特定部位導(dǎo)入鹽基性官能團(tuán)，實現(xiàn)了可通過添加酸來微調(diào)發(fā)光色的物質(zhì)。具體而言，在藍(lán)色熒光化合物中添加鹽酸之后，藍(lán)色熒光會逐漸消失，并顯示出黃色熒光。而且，選擇的酸不同，熒光色也會不一樣。
熒光發(fā)光化合物模式圖
熒光發(fā)光化合物的分子構(gòu)造模型
另外，通過微調(diào)與特定酸的混合比例，可使部分藍(lán)色發(fā)光化合物變成橙色發(fā)光化合物，從而實現(xiàn)白色發(fā)光。這種化合物的熒光是因為酸和鹽基發(fā)生中和反應(yīng)而產(chǎn)生的，因此添加酸形成發(fā)光色之后，如果再添加鹽基，就能再現(xiàn)原來的藍(lán)色發(fā)光色。
該化合物可通過單分子發(fā)出多種顏色的光，因此有助于簡化應(yīng)用產(chǎn)品的生產(chǎn)工序，有望以較低的成本普及。如果今后能夠成功地溶于水或者固定到有機薄膜內(nèi)，將有望應(yīng)用于非常廣泛的用途。
此次研究由岐阜大學(xué)與京都大學(xué)共同實施，是作為日本科學(xué)技術(shù)振興機構(gòu)（JST）戰(zhàn)略性創(chuàng)造研究推進(jìn)業(yè)務(wù)的前導(dǎo)性物質(zhì)轉(zhuǎn)換領(lǐng)域（ACT-C）以及日本學(xué)術(shù)振興會（JSPS）研究費資助業(yè)務(wù)“新學(xué)術(shù)領(lǐng)域研究”的一環(huán)實施的。研究成果已于2016年8月2日刊登在論文期刊《ChemistryOpen》網(wǎng)絡(luò)版上。
