近日，轻化与材料学院青年教师林一帆博士以通讯作者身份在顶级化学期刊《Journal of the American Chemical Society》(影响因子15.7，JCR Q1)发表题为《Cage-on-cage Evolution towards Rigid Metallo-Organic Giant for Enhanced Fluorescence》的研究论文，必赢官网为论文的主要合作单位。该成果得到了国家自然科学基金等项目的支持。
研究以2,2':6',2''-三联吡啶作为配位末端基元，精心设计并成功合成了一系列具有C2v对称结构的多足配体LA、LB、LC，通过逐步增加配体支链的数量，精准调控配位位点数量与组装拓扑结构，实现超分子组装体从简单到复杂、从小尺寸到大尺寸的精准分级演变，从C2h对称的椅状二聚体[Zn2LA2]，再到C3v对称的碗状三聚体[Zn6LB3]，最终组装形成Td对称的巨型四面体笼[Zn36LC12]。这种从小笼结构逐步生长为巨型笼结构的笼层级生长策略，避免了多组分配体体系带来的复杂组装竞争，仅通过单一组分配体即可实现超大尺寸超分子笼的高效精准自组装。
荧光性能方面，随着笼状骨架刚性增强、分子内运动受限，三种金属有机笼的荧光量子产率显著提升：椅状二聚体[Zn2LA2]为2.79%，碗状三聚体[Zn6LB3]为13.29%，巨型四面体笼[Zn36LC12]高达60.63%，优于多数传统发光超分子体系。光谱研究表明，tpy-Zn2+-tpy结构产生分子内电荷转移与π-π*跃迁，高刚性骨架可有效抑制非辐射衰减，提升辐射跃迁速率，实现高效发光。同时，[Zn36LC12]具有明显聚集诱导发光增强特性，在混合溶剂中可实现荧光红移与强度调控，进一步证实刚性与聚集效应对荧光的协同提升作用。
该研究发展了笼层级分级组装新策略，成功构筑出单组分配体基最大分子四面体，显著拓展了超分子笼的尺寸范围，为高性能金属有机笼的构建与应用奠定了重要基础，在传感、催化、光电器件等领域具有广阔前景。
供稿:林一帆
审核：刘红
