有机柔性材料作为新型有机材料在柔性器件，可穿戴设备等领域具有潜在的应用价值而受到广泛关注。传统有机分子晶体在外力的作用下容易发生断裂或破碎，因此阻碍了其在柔性元件方面的应用。有机小分子柔性晶体的发现弥补了这一不足，有机小分子化合物来源广，易合成提纯以及大量制备晶体。近些年来光波导领域的发展又为有机弹性晶体开辟了新的应用领域。张红雨课题组设计合成了一种简单的有机小分子CN-DPVB，其晶体在外力的作用下表现出良好的弹性并且在盐酸氛围下也会发生弯曲现象(图1)。作者通过三点弯曲，光谱，拉曼光谱等一些测试手段，对晶体结构与功能的关系进行了深入的研究，同时为新型有机弹性晶体的设计提供了新思路。

作者通过一步简单的反应制备了化合物CN-DPVB，并通过1,2-二氯乙烷/乙醇体系重结晶得到大量橘黄色针状晶体。CN-DPVB化合物在溶液中不具有发光性质，其晶体呈较亮的黄色荧光发射，荧光发射峰位于556 nm处，荧光量子效率为0.19，荧光寿命为2.69 ns。如图1所示，CN-DPVB晶体在外力的作用下显示出良好的弹性。通过万能材料机作者测得CN-DPVB晶体的弹性模量平均值为0.905 GPa，较小的弹性模量数据表明这种晶体材料具有良好的弹性。同时我们进行了柔性晶体光波导性质的研究，较低的光损耗系数表明CN-DPVB晶体在这方面具有潜在的应用价值。除了外部应力的刺激响应外，CN-DPVB晶体在浓盐酸氛围下同样会发生弯曲现象(图1)。作者通过重结晶获得了CN-DPVB晶体与HCl质子化后的CN-DPVB•HCl晶体。通过对CN-DPVB与CN-DPVB•HCl晶体的研究，借助核磁、拉曼光谱等手段，作者发现当晶体置于浓盐酸氛围时CN-DPVB与氯化氢反应后导致二甲氨基发生了剧烈旋转，增大了分子间的距离，使晶体变得“膨胀”，最终呈现弯曲的形状。

综上所述，作者报道了一种双重弯曲刺激响应的有机小分子晶体CN-DPVB。晶体在外部应力作用下具有良好的弹性，在盐酸气氛下也会发生明显的弯曲现象。因此这种晶体材料有望应用于大面积可穿戴设备与柔性器件等领域。不仅如此，CN-DPVB晶体在正常与物理弯曲状态下均实现了低损耗光波导，这种性质使得这种晶体材料在有机光波导与有机传感器等领域同样具有潜在的应用价值。这项研究为新型有机材料的开发提供了新的思路，在未来有望开发出更多不同类型的多重刺激响应响应有机晶体并将其应用于多个领域。

图：单晶受力物理弯曲过程（上）及盐酸气氛中的化学弯曲过程（下）

文章详情：Zhuoqun Lu, Yuping Zhang, Hao Liu, Kaiqi Ye, Wentao Liu, Hongyu Zhang*Angew. Chem. Int. Ed.2020, 59,4299.

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.201914026