在过去的几十年中,有机荧光和磷光材料在力学传感、有机光电、生物成像等领域被广泛应用。面对广阔的应用前景,越来越多的科研工作者致力于开发出更高效的发光材料来满足多领域的需求。聚焦学术热点,读博期间我致力于荧光压敏性质的研究以及纯有机长寿命发光材料的开发,具体工作如下:1.我们设计并成功合成了三种类型的氟化和非氟化长链烷基取代的芘衍生物,为取代基和基质在荧光压敏的作用方面提供设计原理的一些初步线索以及荧光压敏材料真正得到实际应用的可能性探索。通过荧光光谱、差示扫描量热法分析、单晶和粉末X射线衍射等手段验证了侧基取代和基质对荧光压敏性质的影响。不同侧基取代、同种侧基单取代或多取代对荧光团(例如芘)的发光性质(例如压敏性质)有着显著的影响;染料和基质间的强相互作用能使染料在分子水平上随机分布从而影响荧光压敏性质。弱的染料-基质相互作用和强的染料-染料相互作用或许是设计功能性荧光压敏体系的最佳方案。2.我们设计合成了 7种荧光团-淬灭剂二联体分子(fluorophore-quencher dyad, FQD),并从分子结构的角度探究了中间连接基元、受体基元和供体基元对分子间电荷转移导致的发光性质的影响。我们通过荧光光谱等手段发现中间连接基元的电负性及相互作用强弱都会影响分子间电荷转移的发生;简单的组合化学并不一定能筛选出聚集态量子产率高的FQD分子,供体与受体的组合得到的分子结构应使其晶体堆积排列有利于电荷转移的发生。最后通过简便高效的合成筛选出组装态量子产率达到23.6%的纯有机长寿命发光分子。3.我们设计合成了吡啶取代的β-二酮,发现它的晶体在光学显微镜下呈现弯曲的分形的结构特征。为了理解这样的现象我们设计了类似结构的β-二酮对比分子并比较了它们之间晶体形貌的差异。我们还通过改变溶剂的种类、溶剂挥发的速度、吡啶取代的β-二酮PBDK1的初始浓度来探究PBDK1形成弯曲分形结构的内在机理。最后单晶X射线衍射的测试揭示了 PBDK1在结晶的过程中由于分子间作用弱,分子更容易滑移和错位,最终导致不规则的晶体结构的产生。最后我们将这类自然产生的晶体图案样式应用在时尚设计领域。