【材料】唐本忠院士团队Angew：线型小分子构造的稳定发光离子纳米隧道

化学家们一直在寻求方法希望使用结构简单的有机模块构筑具有特定结构与功能的多孔材料。这其中有一个新兴的研究领域是在晶态下完全由离散的有机小分子通过非共价键作用形成的多孔分子晶体。然而稳定的多孔分子晶体的生成却极大依赖构造单元的拓扑结构。从形状和对称性来说，大部分报道的多孔分子晶体的构造单元都是多臂且带有C3、C4或C6对称性的结构，而具有更简单构型的线型C2对称性的构造单元却几乎没有被报道过。从设计稳定多孔结构的角度来说，另外一个需要重点考虑的因素是非共价键作用力的强弱。除了最常见的氢键体系外，离子作用也已经被证实能够很好的调节和稳定多孔结构，但是绝大部分的多孔离子晶体在去除孔道的溶剂后骨架结构都很难保持。

       近日，香港科技大学的唐本忠院士、安徽大学的魏培发教授和英国利物浦大学的刘明博士合作，设计合成了一种线型的离子型聚集诱导发光（AIE）分子；这个线型分子在三叉戟型的离子作用和π-π堆积作用的协同下，在晶态得到了一种新颖的多孔离子晶体。

骨架中纳米隧道型的孔道的存在并结合AIE性质使得这个多孔结构在碘吸附实验中展示了罕见的宏观各向异性的吸附行为。

单晶衍射证实这个多孔结构可以在溶剂去除后依然保持。直到加热温度高于220度后，原来动力学稳定的X-型堆积多孔结构经历单晶到单晶转换变成热力学稳定的J-型堆积的非孔结构。通过浸泡在强酸和强碱的溶液中，进一步证实了这个孔结构的化学稳定性。由于其带电荷的孔道属性，其在273 K, 1 Bar下对CO2吸附值达到2.8 mmol/g，这个数值优于许多的氢键和超分子骨架材料。同时这个材料还在常温下具有较高的CO2/CH4选择性，这为其在甲烷纯化领域的应用奠定了基础。

AIE性质的引入使得这个分子可以在不同溶剂氛围中结晶得到从蓝光到黄绿光的多种发光晶体，而固态发光也为可视化的监测孔道在研磨和熏蒸刺激下的关闭和打开提供了可能。这种线型分子在离子作用稳定下以X-型堆积形成的多孔结构的策略代表了一种构造功能性多孔分子晶体的新方法。

相关研究结果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上。