第一作者：Ying Wei，Chunxiao Zhong

通訊作者：黃維，解令海，林進(jìn)義

通訊單位：南京郵電大學(xué)，南京工業(yè)大學(xué)

黃維，教授、博導(dǎo)。中國(guó)科學(xué)院院士、俄羅斯科學(xué)院外籍院士、美國(guó)國(guó)家工程院外籍院士、亞太材料科學(xué)院院士、東盟工程與技術(shù)科學(xué)院外籍院士、巴基斯坦科學(xué)院外籍院士、歐亞科學(xué)院院士。

解令海，南京郵電大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副院長(zhǎng)、光電材料研究所所長(zhǎng)，教授、博士生導(dǎo)師。國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才、江蘇省有突出貢獻(xiàn)中青年專家、江蘇省“333工程”第二層次中青年領(lǐng)軍人才、江蘇省“六大人才高峰”創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)帶頭人、江蘇省高等學(xué)校優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)帶頭人。

林進(jìn)義， 博士，現(xiàn)任南京工業(yè)大學(xué)柔性電子（未來技術(shù)）學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，2014年在南京郵電大學(xué)獲得信息材料博士學(xué)位，師從黃維院士和解令海教授。

論文速覽

網(wǎng)格化（gridization）是一種新興的分子集成技術(shù)，其能夠通過精確的連接產(chǎn)生多功能有機(jī)半導(dǎo)體。雖然芴醇的Friedel-Crafts網(wǎng)格化是有效的，但是芴分子之間的直接連接提出了挑戰(zhàn)。

本論文報(bào)道了一種基于芴的C-H-活化的非手性Pd-PPh₃催化的非對(duì)映選擇性(> 99:1 d.r .)，以產(chǎn)生二聚和三聚風(fēng)車狀納米網(wǎng)格（DWGs和TWGs）。這些非共軛的立體納米網(wǎng)格表現(xiàn)出分子內(nèi)多重H···H相互作用，具有較低的場(chǎng)位移至8.51 ppm和高發(fā)光不對(duì)稱因子（|g_PL| = 0.012）。

研究中發(fā)現(xiàn)，基于cis-trans-TWG1發(fā)光體的非摻雜有機(jī)發(fā)光二極管（OLEDs）展示了約386 nm的紫外電致發(fā)光峰值（CIE: 0.17, 0.04），并達(dá)到了4.17%的最大外部量子效率，這在基于烴類化合物的非摻雜紫外OLED中創(chuàng)下了最高記錄，并且是首次基于大環(huán)化合物的紫外OLED。這些納米烴類化合物為紫外發(fā)光光電子應(yīng)用提供了潛在的納米支架。

圖文導(dǎo)讀

圖1：網(wǎng)格化策略和納米網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，包括風(fēng)車型納米網(wǎng)格的合成路徑和立體異構(gòu)體。

圖2：C-H活化網(wǎng)格化的產(chǎn)率分布和不同取代基對(duì)TWGs產(chǎn)率及選擇性的影響。

圖3：TWGs形成機(jī)理的圖解，包括理論計(jì)算中間態(tài)的能量對(duì)比和¹H NMR譜圖。

圖4：TWGs和DWGs的結(jié)構(gòu)表征和非共價(jià)相互作用分析。

圖5：烴類化合物納米網(wǎng)格的紫外發(fā)射特性。

總結(jié)展望

本研究通過Pd-PPh₃催化的立體專一性C-H活化網(wǎng)格化策略，實(shí)現(xiàn)了高效合成具有紫外發(fā)光特性的納米網(wǎng)格。這些納米網(wǎng)格不僅展示了獨(dú)特的分子內(nèi)非共價(jià)相互作用和高發(fā)光不對(duì)稱因子，而且在非摻雜OLED中實(shí)現(xiàn)了高效率的紫外電致發(fā)光。

這些發(fā)現(xiàn)不僅為設(shè)計(jì)新型的紫外發(fā)光材料提供了新思路，也為OLEDs技術(shù)的發(fā)展開辟了新方向。未來的工作將集中在這些納米網(wǎng)格在UV-OLEDs中的潛在應(yīng)用上，以及通過系統(tǒng)優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)和摻雜策略進(jìn)一步提高OLEDs的效率。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：C-H-activated Csp²-Csp³ diastereoselective gridization enables ultraviolet-emitting stereo-molecular nanohydrocarbons with multiple H···H interactions

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-48130-6