染料封装的沸石咪唑盐骨架（ZIF-71），用于压力，温度和挥发性溶剂的荧光变色传感。,ACS Applied Materials & Interfaces

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染料封装的沸石咪唑盐骨架（ZIF-71），用于压力，温度和挥发性溶剂的荧光变色传感。
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-07-23 , DOI: 10.1021/acsami.0c10257
Yang Zhang ₁ , Mario Gutiérrez ₁ , Abhijeet K Chaudhari ₁ , Jin-Chong Tan ₁

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发光金属有机框架（MOF）为创建无创传感器和可调光电子学提供了一个多功能平台。然而，缺乏具有光物理弹性并且对不同的物理和化学刺激表现出高敏感性的氟色材料。我们报道了一种简便的宿主-客体纳米限制策略，以构建具有多种传感功能的荧光杂化材料。我们设计和制造了一种新的Guest @ MOF材料：包含沸石MOF（ZIF-71）作为纳米多孔主体，用于封装若丹明B（RhB染料）客体分子，从而形成具有机械变色，热变色和热致变色的RhB @ ZIF-71系统。溶剂变色感测响应。荧光染料的传感特性源自ZIF-71对RhB单体施加的纳米约束效应，产生具有可调节的光物理和光化学特性的H型或J型聚集体。对于机械变色，外部压力导致发射红移呈线性方式，通过剪切变形将RhB客体从H型聚集体转变为J型聚集体。对于热致变色，由于对ZIF-71孔中嵌顿的J型聚集体施加了空间限制，我们证明了线性缩放与温度成函数关系。利用RhB @ ZIF-71的溶剂致变色作用，我们通过使用三组不同的挥发性有机化合物来询问其光化学反应。多模式传感响应为光子压力传感器，无创温度计和超灵敏化学传感器等智能应用铺平了道路。外部压力导致发射红移呈线性变化，通过剪切变形将RhB客体从H型聚集体转变为J型聚集体。对于热致变色，由于对ZIF-71孔中嵌顿的J型聚集体施加了空间限制，我们证明了线性缩放与温度成函数关系。利用RhB @ ZIF-71的溶剂致变色作用，我们通过使用三组不同的挥发性有机化合物来询问其光化学反应。多模式传感响应为光子压力传感器，无创温度计和超灵敏化学传感器等智能应用铺平了道路。外部压力导致发射红移呈线性变化，通过剪切变形将RhB客体从H型聚集体转变为J型聚集体。对于热致变色，由于对ZIF-71孔中嵌顿的J型聚集体施加了空间限制，我们证明了线性缩放与温度成函数关系。利用RhB @ ZIF-71的溶剂致变色作用，我们通过使用三组不同的挥发性有机化合物来询问其光化学反应。多模式传感响应为光子压力传感器，无创温度计和超灵敏化学传感器等智能应用铺平了道路。由于对ZIF-71孔中嵌顿的J型聚集体施加了空间限制，我们证明了线性标度是温度的函数。利用RhB @ ZIF-71的溶剂致变色作用，我们通过使用三组不同的挥发性有机化合物来询问其光化学反应。多模式传感响应为光子压力传感器，无创温度计和超灵敏化学传感器等智能应用铺平了道路。由于对ZIF-71孔中嵌顿的J型聚集体施加了空间限制，我们证明了线性标度是温度的函数。利用RhB @ ZIF-71的溶剂致变色作用，我们通过使用三组不同的挥发性有机化合物来询问其光化学反应。多模式传感响应为光子压力传感器，无创温度计和超灵敏化学传感器等智能应用铺平了道路。

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Dye-Encapsulated Zeolitic Imidazolate Framework (ZIF-71) for Fluorochromic Sensing of Pressure, Temperature, and Volatile Solvents.

Luminescent metal–organic frameworks (MOFs) offer a multifunctional platform for creating noninvasive sensors and tunable optoelectronics. However, fluorochromic materials that are photophysically resilient and show high sensitivity toward different physical and chemical stimuli are scarce. We report a facile host–guest nanoconfinement strategy to construct a fluorescent hybrid material with multiple sensing capabilities. We design and fabricate a new Guest@MOF material: comprising a zeolitic MOF (ZIF-71) as a nanoporous host for encapsulating rhodamine B (RhB dye) guest molecules, resulting in an RhB@ZIF-71 system with mechanochromic, thermochromic, and solvatochromic sensing response. The fluorochromic sensing properties stem from the nanoconfinement effect that ZIF-71 imposes on RhB monomers, yielding the H- or J-type aggregates with tunable photophysical and photochemical properties. For mechanochromism, the external pressure causes an emission red shift in a linear fashion, switching RhB guests from H-type to J-type aggregates through a shear deformation. For thermochromism, we demonstrate a linear scaling as a function of temperature due to the spatial restriction imposed on J-type aggregates incarcerated in ZIF-71 pores. Harnessing the solvatochromism of RhB@ZIF-71, we interrogated its photochemical response by employing three diverse groups of volatile organic compounds. The multimodal sensing response paved the way to smart applications like photonic pressure sensors, noninvasive thermometers, and ultrasensitive chemosensors.

更新日期：2020-07-23

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