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分子晶体生长过程研究再获新进展
2015年05月21日   审核人:

近期,晶体材料国家重点实验室陶绪堂教授课题组在分子材料固相晶化过程与机理研究方面又取得新的重要进展,相关研究成果以“In Situ Microscopic Observation of the Crystallization Process of Molecular Microparticles by Fluorescence Switching”为题发表在著名期刊《德国应用化学》上(Angew. Chem. Int. Ed.2015, DOI: 10.1002/anie.201503052;Angew. Chem.2015,DOI: 10.1002/ange.201503052.IF=11.336)。 

目前的晶体生长理论中有关于热力学相平衡和相变的机理已经比较成熟,但涉及到动力学过程的生长形态、热量和物质输运、以及界面结构变化等问题,仍然建立在许多假设的基础上,离完备的理论模型相差甚远。特别对于由无定形到晶体的固态相变,由于其从成核到生长都处于受限的环境中,晶相和非晶相的界面不易观察和区分,因此,其中的转变过程和细节更加不清楚,有关液相和气相法晶体生长过程的研究工作比较少。2013级硕士生叶欣在陶绪堂和刘阳老师的指导下,基于一类有机半导体材料特殊的荧光性质(无定形和晶态下具有明显不同的荧光),根据样品在晶化过程中各部位荧光的不同判断结晶情况和界面变化,利用荧光信息反映相变进程,对处在自然状态下的样品进行三维无损观察,实现了对真实晶体生长过程的实时记录,提出了分子材料从中心结晶等晶化机理。这一研究在生物、医药以及光电子器件等领域具有重要的应用价值。该工作得到了Angew. Chem.审稿人的高度评价,被杂志主编直接接受。 

该工作是继陶绪堂教授课题组上个月在JACS上发表的关于镍分子配合物从薄膜到单晶转变中非经典生长机制原位研究(J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 4972−4975;被JACS SPOTLIGHTS撰文以“ORGANIC CRYSTALS GOBBLE UP NANOPARTICLES”为题专门介绍)之后,在固态晶体生长过程与动力学机理方面作出的又一重要的研究结果。该系列研究开辟了一条研究固态结晶相变的新的有效方法,完善了固态晶体生长动力学理论,同时为在药物与光电器件中控制化合物结晶度提供了重要参考。 

上述研究成果得到了国家自然科学基金、高等学校学科创新引智计划和晶体材料国家重点实验室的大力支持。 

相关连接: 

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201503052/suppinfo; 

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.5b02637; 

http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.5b04092.

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