机械力响应性发光材料(mechanoresponsive luminescence, MRL)在传感、显示和存储方面有潜在的应用价值。然而，兼具高灵敏度，高对比度及良好的可逆行的MRL材料鲜有报道。传统的MRL材料设计策略是利用材料中分子间相互作用，来控制分子激发态的光物理过程。这种设计策略得到的材料需在较大的应力下才能发生聚集态或分子构象转变，大大降低了MRL材料的可逆性和可重复性。
为了实现更灵敏的荧光开关，需要新的设计策略来控制材料中相关光物理过程，来实现高灵敏度MRL材料。董永强研究组与哈尔滨工业大学何自开副教授、中科院化学所彭谦副研究员和香港科技大学唐本忠院士合作，通过将硝基苯基与具有扭曲构象的聚集诱导发光分子（AIEgen）结合，通过控制分子的系间窜越（ISC）开发高性能开关型MRL材料。将多个硝基苯基引入到具有扭曲构象的AIE发光基元中，可有效的促进ISC过程，所得材料的发光对比度高达103。理论计算表明，扭转角和硝基苯基个数是控制ISC过程的两个关键因素。外界机械力刺激和热刺激可有效调节材料中分子的构象，从而实现荧光的开与关。实验证明了所设计的开关型MRL材料具有高对比度，高灵敏度，出色的可逆性和快速的响应性。材料可通过简易的方法制备成薄膜，然后可在薄膜上可实现微米级别的可擦写光学信息记录和触觉感应传感等多种应用。该工作提出的设计策略将有望被用来开发更多性能优异的开关型MRL材料。
图1. 设计新型开关型MRL材料的策略。Scale = 100 微米。
相关研究工作得到了国家自然科学基金的大力支持，工作中的理论计算由南京工业大学马会利博士完成。这一成果近期发表在《Nature communication》上。
文章题目：Highly sensitive switching of solid-state luminescence by controlling intersystem crossing
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-05476-y
