受人类视锥系统对光的感知和响应的启发,光分子开关和马达一直被科学界关注和研究。近年来,设计和合成可见光(380-750 nm波长范围)驱动的分子开关和马达逐渐成为研究热点。这些可见光驱动分子开关和马达在生物、医药、先进智能材料等领域得到了广泛的应用。
图1. 某些可见光驱动分子开关和马达的化学结构式。 传统的光分子开关和马达都需要高能量的短波长紫外光驱动至少一个方向的光致异构。而紫外光具有诸多的缺点,比如引起分子开关及马达本身结构副产物的产生而降低重复使用寿命,以及对人体和周围环境的伤害导致在实际应用上的使用限制。为了避免紫外光带来的负面影响,不同种类的可见光驱动分子开关和马达包括偶氮苯、二芳烯、二氰基噻吩烯等被研发出来,但对其综合归纳与总结至今很少被报道。 对此,近日东南大学智能材料研究院、化学化工学院李全院士和他的合作者针对可见光驱动分子开关和马达这一重要的科学主题,系统地总结了可见光分子开关及马达的研究进展,探讨了不同分子开关和马达用可见光双向异构的实现策略与机理,并展示了这些分子开关和马达在生物、医药、材料等领域应用示范,最后展望了可见光分子开关及马达的研究挑战与未来发展方向。 论文信息: Visible Light-Driven Molecular Switches and Motors: Recent Developments and Applications Hao Wang, Hari Krishna Bisoyi, Xinfang Zhang, Fathy Hassan, Quan Li* Chemistry - A European Journal DOI: 10.1002/chem.202103906