天然的光合作用过程包含一系列的分子间的能量和电子转移反应,整个过程的第一步发生在捕获光的复合物(Light harvesting complexes,即LHCs)中。而设计与组装光子天线-即模拟天然光合作用体系的LHCs,是一个极具挑战性的工作。在这项工作中最大的困难之一就是提供一个框架在空间来组织分子,使其在复杂性及高转换效率方面达到所需的水平。我们的工作将采用金属磷酸盐-磷酸锆类层状化合物作为框架,通过插入反应,使客体分子或离子组装在层状材料中,加入能有效吸收可见光、对光和热稳定的客体作施主,金属离子(比如稀土离子)作受主,设计得到高效能量和电子传递的光子天线。光子天线的研究将对光子学、新发光材料的开发、吸收太阳能等方面产生重要的影响。
以无机层状物作框架设计与组装光子天线,是一个极具挑战性的研究课题。我们采用金属磷酸盐-磷酸锆类层状化合物作为框架,通过插入反应,把能有效吸收可见光、对光和热稳定的客体分子或离子组装在层状材料中,希望得到高效能量和电子转移的光子天线体系。我们制备了多种层间距的改性磷酸锆,然后将金属Ru配合物和一些卟啉生色团与层状框架作用,得到了新的无机/有机杂化组装,发现这种杂化组装同原生色团比较,具有明显的荧光增强或吸收增色效应。设计组装的苯甲酸鋱膦酸锆超分子,不仅改善了配合物的热稳定性,而且提高了超分子中发光离子Tb3+的荧光强度,这可能是一种制备发光材料的新途径。