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有机共晶丨香港城市大学张其春教授Angew. Chem.:有机共晶在新型前沿应用领域的进展

王鑫,王宗瑞28
机器学习理论计算材料筛选有机共晶主客体结构非共价相互作用分子间相互作用自组装晶体结构堆积方式功能材料光热转换室温磷光热激活延迟荧光圆偏振发光有机固体激光器近红外传感光催化电池刺激响应

第一作者:王鑫,王宗瑞

通讯作者:张其春,王宗瑞

通讯单位:香港城市大学、北京化工大学

论文DOI:10.1002/anie.202416181


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该论文着重归纳总结了有机共晶近几年来在新型前沿应用领域的进展,涵盖光热转换、室温磷光、热激活延迟荧光、圆偏振发光、有机固体激光器、近红外传感、光催化、电池和刺激响应等方向,同时也指出了有机共晶所面临的挑战和未来的发展方向。


背景介绍

作为一类由多种组分通过非共价相互作用自组装而形成的新型功能材料,有机共晶因其制备简单,结构可调,种类繁多等优点在众多工程领域备受关注。由于其多样的堆积方式、丰富的分子间相互作用和种类繁多的官能团,有机共晶的物化性质可以根据不同的应用要求进行调整并表现出新颖的特性与功能,从而满足各类使用需要。多年来,有机共晶在基础特性和各种应用领域都得到了快速发展。除已报道的双极性传输、非线性光学、铁电性等典型特性之外,近年来有机共晶还展现出许多新颖的、令人印象深刻的新型性质和应用潜能,涵盖了光热转换、室温磷光、热激活延迟荧光、圆偏振发光、有机固态激光器、近红外传感、光催化、电池和刺激响应等诸多应用领域。在这篇综述中,作者对有机共晶在这些新型前沿应用领域的发展进行了归纳总结。此外,还介绍了一些新奇的晶体结构和制备方法,如基于大环分子为主体的主客体结构(主、客体以腔内或壁外模式结合),和利用机器学习建立理论计算模型对共晶原材料进行筛选。最后,讨论了有机共晶所面临的挑战和未来发展方向,以期发展出更多的功能和应用。

图1有机共晶在光热转换、室温磷光、热激活延迟荧光、圆偏振发光、有机固态激光器、近红外传感、光催化、电池和刺激响应等前沿领域的应用

图2常见的(a)分子间相互作用,(b)堆积方式,以及(c)新型主客体分子结构和(d)用于共晶原材料筛选的机器学习


课题组介绍

香港城市大学张其春教授,2007年获美国加州大学河滨分校化学博士学位。随后,他以博士后研究员的身份加入美国西北大学Kanatzidis教授课题组(2007年10月-2008年12月)。自2009年1月起,他加入新加坡南洋理工大学材料科学与工程学院担任助理教授。2014年3月1日,他晋升为终身副教授。2020年9月1日,他转任香港城市大学材料科学与工程系,担任全职教授。目前担任J. Solid State Chemistry & Susmat副主编、Chemistry– An Asian Journal国际顾问委员会委员、Journal
of Materials Chemistry C顾问委员会委员、Materials Chemistry
Frontiers顾问委员会委员、Inorganic Chemistry Frontiers顾问委员会委员、Aggerate顾问委员会委员、Materials Advances顾问委员会委员、Science Chinese Materials与Small structures顾问委员会委员。他被公认为科睿唯安被引用次数最高的研究人员之一(前1%) (2018-2024)。研究兴趣包括新型聚合物材料的合成,单晶及其应用。到目前为止,他已经发表了550多篇论文和15项专利(H
index:116)。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202416181

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