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卢嘉锡“青榕讲座”第二十三讲
更新日期:2025-05-07  

间:2025/5/8 15: 00

点:综合楼(2号楼)228会议室

报告1动态共价有机框架分子荧光传感

报告人:章跃标

位:上海科技大学

报告摘要:随着物联网和人工智能等信息技术的迅速发展,研发多模化、集成化、智能化的下一代气体传感器已成为迫切需求,在环境监测、公共安全、医疗卫生等领域将发挥关键作用。构建具备光谱性、高选择性、高灵敏度和高稳定性的分子荧光传感材料,并结合人工智能算法开发“人工嗅觉技术”,有望推动气体传感器从“功能实现”迈向“智能化”。然而,在复杂工况和多种外界刺激条件下,光功能分子材料的结构演化规律仍复杂,响应调控机制尚不明确,且缺乏有效的原位动态表征手段,这些因素阻碍了分子设计与实际使用性能之间的紧密联系。因此,建立原位动态构-效关系仍是实现精准合成与迭代优化的核心科学挑战。

晶态多孔结构能在气体吸附条件下发生客体诱导的周期性结构转变,有望关联主-客体精准动态结构和光电响应特性,进一步发展材料的耐久性和多重响应能力是推动其实际应用的关键因素。本报告聚焦基于共价键和多基元构建的动态共价有机框架(COF)荧光传感体系,主要进展有:

1)提出了浓度梯度转亚胺策略,实现了多基元同步聚合和结晶生长,开发了动力学调控共价与非共价作用的大尺寸动态COF单晶制备方法,为研究精准动态结构提供了物质基础;

2)发展了气体吸附原位晶体学多元表征技术,测定了动态COF类蛋白的主体构象多样性及其主-客体自适应性,揭示了客体吸附/重排诱导的结构演化新路径,为实现多重荧光响应提供了设计原理;

3)构建了主-客体自适应荧光传感体系,阐明了探针分子构象变化、质子转移与电子结构之间的关联机制,为关联分子构象与光电响应提供了研究平台。

上述结果探讨了主-客体自适应气体吸附、质子转移和电子结构变化之间的深层次内在联系,进而为高性能光功能分子材料的理性设计与优化提供了新的体系与方法。未来将进一步提升材料的耐久性、功能性及可加工性,开展动态COF单晶合成后的修饰与化学序列调控研究,拓展纳米晶体组装和微纳图案化加工技术,为智能传感器研发、特别是用于人类呼气生物标记物检测的传感器开发提供新型材料和器件。

个人简历

章跃标,1984年生,中山大学无机化学博士(2011年,导师:陈小明院士);美国加州大学伯克利分校等博士后经历(2011-2015,合作导师:Omar M. Yaghi院士);现为上海科技大学物质学院课题组长、研究员、博导、常任副教授;曾主持国家自然科学基金:优秀青年基金项目(2016-2018,现青年科学基金项目B类)和面上项目;获上海市优秀学术带头人、上海市青年五四奖章等荣誉。

主要从事动态共价有机框架的高效结晶合成、精准动态结构及光电响应机制等基础研究,通过主-客体自适应分子识别实现荧光信号的产生、放大和调制,为气态分子种类和浓度的多参数精准检测提供了新物质。近5年来,以通讯(或共通)作者在JACS11篇)、Nat. Comm.4篇)、PNASAngew. Chem.4篇)、ACS Centr. Sci.Chem. Mater.等国际知名学术期刊发表研究论文超过30篇;所有论文SCI累计引用超过1.3万次,ESI高被引论文超过10篇,H指数超过50

报告2Synthetic Design for Microporous Hybrid Network-Forming Glasses

报告人:赵英博

位:上海科技大学

报告摘要:

杂化网络玻璃是有机配体和金属节点通过配位键或共价键连接形成的网络结构,可兼具玻璃态物质的均匀可加工性和框架材料的模块可设计性,因而有望实现独特的功能应用。为了实现杂化网络玻璃的品类多样性,以金属-配体键本身的动态性为切入点,发展了以金属氧簇为节点,多元醇为配体,单羟基醇为配位调节剂的杂化网络玻璃化学空间以及与之相适应的溶液-熔体-玻璃合成路线。基于此合成策略,实现了钛、铝、锆氧簇作为金属节点,不同多元醇为配体的杂化网络玻璃模块化构筑,突破了原有的基于个别可熔融晶态框架的杂化网络玻璃合成范式,实现了其品类多样性的较大拓展。在铝氧簇-多元醇玻璃体系中,基于大位阻网络调节剂的孔模板效应,发展了兼具良好玻璃形成能力和孔隙率的透明玻璃,其比表面积达到500m2/g。为进一步提高杂化网络玻璃的种类多样性,在晶态模型体系中发展了基于有机配体非共价作用和金属节点配位动态性的构型熵设计策略。

个人简历

赵英博,上海科技大学物质科学与技术学院研究员、助理教授、独立课题组长。2012年本科毕业于中科大少年班2017年博士毕业于美国加州大学伯克利分校化学系(导师:Omar M. Yaghi 院士),2017年至2021年在加州大学伯克利分校电子工程系从事博士后研究(合作导师:Ali Javey教授),作为(共同)第一作者和通讯作者在ScienceNat. Electron.J. Am. Chem. Soc.Nat. Comm.等国际高水平学术期刊发表论文20余篇。