分子运动是物质的基本性质，对物质的结构和性质起着重要的作用。然而，由于结构和行为的多样性和复杂性，运动-结构-性质之间的关系研究仍然是一个挑战，特别是在从分子到宏观物体的结构层次的各个层次上。有鉴于此，香港科技大学的唐本忠、Jacky W. Y. Lam和南京大学的燕红等研究人员，报道了分子运动如何影响分子和聚集体水平上的结构和性质。

本文要点

1）研究人员设计并合成了显示聚集诱导发射（AIE）的发光体，即9-（嘧啶-2-基）-咔唑（PyCz）和9-（5-R-嘧啶-2-基）-咔唑[R=Cl（ClPyCz）、Br（BrPyCz）和CN（CyPyCz）]，在分子和聚集体水平上解释材料的结构和性质对分子运动的依赖性。

2）实验和理论分析表明，在单分子水平上，所有分子在激发态的活跃分子内运动赋予了它们更多扭曲的结构构象和微弱的发射。

3）然而，由于纳米/大聚集体状态下分子内运动的限制，所有的分子都呈现出较少的扭曲构象和明亮的发射。

4）出乎意料的是，ClPyCz、BrPyCz和CyPyCz的大晶体通过引入外部微扰，可以激活分子间的运动，分子间的强弱相互作用使它们的晶体发生可逆变形，有效地解决了有机晶体的脆性问题，同时赋予它们优异的弹性性能。

本文研究工作提供了在各个结构层次上的运动-结构-性质关系的见解，并为合理设计多功能AIE基材料提供了范例。

参考文献：

Deshuang Tu, et al. How Do Molecular Motions Affect Structures and Properties at Molecule and Aggregate Levels. JACS, 2021.

DOI：10.1021/jacs.1c05647

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c05647