1 西安理工大学应用化学系, 西安 710054
2 西安理工大学材料物理与化学系, 西安 710048
3 陕西省微生物研究所, 西安 710043
分别以吡嗪和4,4’-联吡啶为共配体, Cd2+、Zn2+与4,4’-偶氮苯二甲酸(H2(4,4’-azo))配位反应得到了两个金属-有机框架(MOFs)。X射线单晶衍射研究结果表明, 其结构中均不含共配体, 与之前报道的 ［Cd(4,4’-azo)(H2O)］n(1)和［Zn(4,4’-azo)(H2O)2］n(2)的晶体结构一致。将共配体变为几何尺寸更长的1,3-二(四吡啶基)丙烷(bpp), 金属离子变为Co2+, 合成了一个共晶［H2(4,4’-azo)(bpp)］n(3), 其为单斜晶系, C2/c空间群, 晶胞参数: a=3.216 8(19) nm, b=0.475 5(3) nm, c=1.873 2(14) nm。用热重分析仪和荧光分光光度计分别研究了三个化合物的热稳定性和两个MOFs的发光性质。1和2都具有优异的热稳定性, 尤其是2的初始失重温度高达247 ℃。由于1是由4,4’-azo双齿配位两个Cd2+形成双核3D网络结构, 而2是4,4’-azo单齿配位Zn2+形成的1D “zig-zag”链, 两者的紫外光谱和荧光光谱不同。2除具有配体固有的荧光发射(359 nm)外, 由于Zn2+与4,4’-azo配位后产生的配体到金属的电荷跃迁(LMCT), 还在420 nm处新增一个增强的荧光发射峰。
4,4’-偶氮苯二甲酸 金属-有机框架 晶体结构 荧光 电荷跃迁 热稳定性 4,4’-azobenzoic acid metal-organic framework crystal structure fluorescence charge transfer thermal stability
首都师范大学物理系, 北京市纳米光电子学重点实验室, 北京 100048
金属纳米结构中传导电子的集体振荡所产生的表面等离子体不仅可以使电磁场在时间和空间上重新分布, 还可以使被激发的载流子重新分布。 采用机械剥离法制备了石墨烯材料, 借助拉曼光谱扫描技术(Mapping)研究了石墨的层数在二维区域内的分布情况。 研究了2-萘硫醇(2-NT)作为探针分子在石墨烯衬底上的SERS增强特性。 结果表明2-NT分子的拉曼信号在石墨烯表面得到增强, 且石墨烯的SERS增强效果随着层数的越少而增强。 基于石墨烯催化基底, 借助表面增强拉曼光谱(SERS)技术具有指纹谱的优势, 实时监测以对硝基苯硫酚(4NBT)作为探针分子在局域表面等离子体的驱动下发生光催化反应生成4,4’-二巯基偶氮苯(DMAB)。 随后, 原位引入硼氢化钠在相同的实验条件下, 可以将生成物DMAB在等离子体的驱动下再一次发生逆向化学反应生成对氨基硫酚分子(PATP)。 在石墨烯催化基底表面上组装一层分布均匀的探针分子4NBT, 用一束一定波长的聚焦激光进行照射使其发生光催化反应生成新的分子DMAB。 通过这种手段就可以在微纳尺度上绘制出特定有DMAB分子分布的图形或者字母、 汉字信息, 实现微纳尺度的图形绘制和信息加密。 随后, 可以借助Mapping, 以DMAB分子的特征峰强度进行二维成像就可以实现所绘制图形的显现和信息解密。 此外, 可以在加密基底上引入硼氢化钠同时在表面等离子体和激发光的作用下发生逆向光催化反应, 从而实现微纳尺度图形和加密信息的擦除。
石墨烯 光催化 拉曼光谱 对氨基硫酚 4,4'-二巯基偶氮苯 Graphene Photocatalysis Raman spectrum PATP DMAB 光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1058
中国科学院 理化技术研究所 仿生材料与界面科学重点实验室, 北京 100190
驱动器以其优良的性能和广阔的应用前景, 在软机器人、人工肌肉等领域引起了广泛的研究兴趣。通过将偶氮苯分子引入到驱动器材料中, 并基于偶氮苯分子可逆的光致异构化过程, 可以实现无接触、精确控制、低能耗的光响应驱动器。经过多年的发展, 偶氮苯液晶驱动器材料历经了从最初的聚硅氧烷类、聚丙烯酸酯类等到先进的动态酯交换网络等。驱动材料的发展进一步促进了驱动形式的多样化和功能化。偶氮苯液晶驱动器的驱动形式从简单的弯曲、螺旋、震荡到更为实用化的光控马达、提拉重物、微量液体运输等。本文总结和评述了偶氮苯液晶驱动器的发展历程、典型应用和目前存在的问题等, 最后展望了其在能源转换领域的应用前景。
光致形变 偶氮苯液晶 驱动器 能源转换 智能材料 photoinduced deformation azobenzene liquid crystal actuator energy conversion smart material
1 北京科技大学 材料科学与工程学院, 北京 100083
2 北京航空航天大学 化学学院, 北京 100191
3 广东省分子聚集发光重点实验室(华南理工大学), 广东 广州 510640
蓝相液晶作为一种新兴的软3D光子材料受到了越来越多的关注与研究, 其可以自组装为具有周期性立方晶格的3D光子纳米结构, 并且具有优异的光学特性, 如无双折射、响应速度快和选择性反射等。刺激响应的3D纳米结构以及在可见光谱中动态控制其光子带隙是蓝相研究中最令人感兴趣的领域之一, 特别是其中的光响应蓝相液晶的研究受到了广泛的关注, 相较于其他刺激响应型液晶, 其具有远程可控性、精确性和瞬时性等优异的特性。本文主要综述了蓝相液晶的发现及其结构特点, 并详细介绍了近年来光响应蓝相液晶在国内外的研究进展和应用现状。
液晶 蓝相 光响应 偶氮苯 liquid crystal blue phase photo-responsive azobenzene
特种显示技术国家工程实验室 现代显示技术省部共建国家重点实验室培育基地, 合肥工业大学 光电技术研究院, 安徽合肥230009
环状光敏手性剂不仅具有较好的光稳定性, 且可以通过控制环张力而对分子的光异构化速率进行调控, 但其与液晶分子间的相容性有待提高。本文通过在联萘基团的6,6′位点处引入与液晶分子结构相似的棒状刚性取代基, 制备了BPO5BA联萘偶氮苯环状光敏手性剂, 探究了其在溶液和液晶中的光异构化过程, 并通过计算Teas溶解度参数对手性剂分子与液晶分子间的相容性进行探究。通过研究发现, 与Azo-o-Bi分子相比, BPO5BA分子中由于刚性取代基的引入, 使偶氮苯基团的转动受到了环张力和刚性的限制, 导致该分子在溶剂和液晶中的光异构化程度较低。此外, BPO5BA分子具有与Azo-o-Bi分子相反螺旋方向和较大的β值, 且与液晶分子间的相容性较好。
联萘 偶氮苯 环状手性剂 光异构化 naphthalene azobenzene cyclic chiral dopant photoisomerization
1 中国科学技术大学电子工程与信息科学系, 安徽 合肥 230027
2 中国科学院电磁空间信息重点实验室, 安徽 合肥 230027
提出一种氮化镓与掺偶氮苯聚合物复合材料集成光波导光栅耦合器,并通过仿真计算分析了这种器件的特性。用氮化镓铝衬底上对称的双氮化镓脊形光波导构成集成光波导定向耦合器,涂覆掺偶氮苯聚甲基丙烯酸甲酯聚合物作为包层。利用掺偶氮苯聚合物的光敏特性,在两脊形波导间区域通过周期性光照制作布拉格光栅。利用耦合模理论分析了这种光栅耦合器中各模式间的耦合关系,确定了各模式的耦合模方程,仿真计算了这种光栅耦合器各端口的输出特性,包括各模式的幅度随着传输距离的变化,以及各端口输出的幅度变化关系。在此基础上进一步分析了多周期耦合光栅耦合器的频谱特性,为集成光路中实现复杂频谱信号的操作提供了一种新的实现方案。
波导光学 光栅耦合器 耦合模理论 氮化镓 偶氮苯聚合物 waveguide optics grating coupler coupled mode theory gallium nitride azobenzene polymer
湖北科技学院电子与信息工程学院, 湖北 咸宁 437100
基于角度烧孔模型研究光致异构空间光孤子的形成条件和传输性质。在有背景光条件下, 利用MATLAB仿真研究折射率随光强的变化关系。根据折射率的变化规律,分析形成孤子的条件。结果表明:在有背景光时,折射率改变可正可负,可形成亮孤子和暗孤子。
非线性光学 光致异构 偶氮苯聚合物 角度烧孔 空间光孤子 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 050601
1 北京大学 工学院材料科学与工程系 液晶与微纳复合材料实验室，北京 100871
2 北京大学 高分子化学与物理教育部重点实验室，北京 100871
光响应液晶嵌段共聚物综合了光响应性液晶和嵌段聚合物两类材料的优异特性，是一种多功能性的新型材料。其中以偶氮苯为代表的光响应基团作为液晶基元的嵌段共聚物是其目前研究的主体。本文对光响应液晶材料和嵌段聚合物分别做了简要介绍，阐述了它们各自的优势和特点。对于光响应液晶嵌段共聚物的光响应机理、相分离过程和有序化调控手段进行了重点探讨。在此基础上，介绍了其在光子学、有机纳米模板和聚合物胶束等方面的研究进展。
光响应液晶 液晶嵌段聚合物 偶氮苯液晶 photoresponsive liquid crystal liquid crystal block copolymer azobenzene liquid crystal
南开大学现代光学研究所， 光学信息技术科学教育部重点实验室， 天津 300071
基于偶氮材料光吸收调制的高分辨率微加工技术近年来引起了极大关注。为揭示该技术中偶氮材料光吸收调制的机制，结合偶氮材料光致异构原理，利用偶氮材料的光吸收理论模型，数值模拟了偶氮材料光吸收率的时间变化特性。以典型偶氮苯染料分散黄7(Disperse Yellow 7-DY7)为例，分别开展了在365 nm光束单独作用和365 nm与532 nm双光束共同作用下，不同厚度DY7薄膜在365 nm光吸收率的时间变化特性实验研究。结果表明，在365 nm光束作用下，偶氮苯材料对365 nm光吸收率因光致异构效应发生了明显改变，而实验中532 nm光束的热效应对偶氮苯材料的光吸收率有显著的影响。
光学制造 偶氮苯光吸收率 时间变化特性 光致异构 中国激光
2012, 39(s1): s106001
西南科技大学 材料科学与工程学院，四川 绵阳621010
采用硅氢加成法合成了含偶氮苯侧链的聚硅烷液晶聚合物，用FTIR、DSC和偏光显微镜对聚合物结构及液晶特性进行了表征。采用473 nm偏振光对聚合物膜进行了光致取向，用偏光显微镜对取向结果进行了表征，发现偏振光倾斜照射后侧链偶氮苯基团发生了面外垂直取向。采用量高法测量了取向前后膜的接触角，根据接触角计算了膜的表面能。聚合物膜在取向前接触角为94.5°，偏振光照射取向后降低为76.5°，表明光照使聚合物膜从疏水变为亲水，膜的表面能明显增加。结合锥光显微镜观察到的干涉图结果，提出了极性偶氮苯基团面外垂直排列取向提升膜表面能的机理。
偶氮苯 液晶 光致取向 聚硅氧烷 表面能 azobenzene liquid crystal photoinduced orientation polysiloxane surface free energy
