综述:晶态多孔材料中的压力诱导发光:材料体系、光学行为以及结构-性能相关性

时间:2026年1月30日
来源:Chemistry – A European Journal

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压力诱导发光(PIL)通过金刚石压腔(DAC)技术实现,是光电子和传感领域的前沿。本文综述了MOFs、COFs、HOFs等晶态多孔材料在PIL中的进展,分析其结构特性(如模块化设计、可调拓扑和孔隙率)对发光响应的影响,并讨论可逆发光、发光增强及淬灭等现象,提出设计原则以开发高效多功能材料。

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摘要

通过金刚石压砧细胞(DAC)技术激活的压力诱导发光(PIL)已成为一个充满活力的研究领域,在传感、数据存储和光电子学方面具有广泛应用前景。晶体多孔材料(CPMs),包括金属有机框架(MOFs)、共价有机框架(COFs)和氢键有机框架(HOFs),为研究和调控这一现象提供了一个独特而多样的平台。这些材料具有模块化设计、可调拓扑结构、结构灵活性以及明确的孔隙率等特性,不仅能够实现可逆且高度可调的压致变色发光,还能为理解机械应力下的基本结构-性能关系提供重要见解。本综述系统地总结了CPMs在PIL领域的最新进展。首先,我们阐述了DAC作为主要压力生成工具的工作原理;随后,我们对三大类CPMs的PIL行为进行了分类和分析,探讨了内在因素(如键合类型、框架维度、配体发色团、金属节点电子特性、客体-框架相互作用以及机械灵活性)如何影响对DAC产生的静水压的光学响应。文中讨论了关键现象,包括可逆压致变色效应、压力诱导的发光增强(PIEE)、发光淬灭以及环境温度下的发光保持,并通过代表性研究进行了说明。此外,还通过对比分析总结了不同材料系统的设计原则和性能权衡。最后,指出了当前面临的主要挑战和未来发展方向,为开发高效、可控且多功能性的压致变色材料提供了指导,这些材料在先进光子技术中具有广阔的应用前景。

图形摘要

本综述系统分析了三种晶体多孔材料(MOFs、COFs、HOFs)在压力作用下的发光现象,通过将其结构特性与压缩过程中的光学行为关联起来,阐明了关键的结构-性能关系。这些发现为设计具有定制功能的下一代压致变色材料提供了理论基础。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

由于本研究未涉及原始研究成果,因此未包含任何实验数据或代码,也未生成或分析任何新的数据。

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