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Tuning Light-Driven Motion and Bending in Macroscale-Flexible Molecular Crystals Based on a Cocrystal Approach
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2018-06-11 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.8b05804 Shuzhen Li 1 , Dongpeng Yan 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2018-06-11 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsami.8b05804 Shuzhen Li 1 , Dongpeng Yan 1
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Flexible molecular crystals with stimuli-responsive properties are highly desirable; however, uncovering them is still a challenging goal. Herein, we report a cocrystal approach to obtain elastic molecular crystals that exhibit light-induced fluorescence changes and dynamic mechanical responses at the macroscale level. Cocrystals of naphthylvinylpyridine and tetrafluoroterephthalic acid were fabricated in different stoichiometry ratios (2:1 and 1:1), which present different shapes [two-dimensional (2D) and one-dimensional (1D) morphologies], photoemission, and mechanical properties (rigidity and flexibility). Moreover, obviously different photomechanical energy conversions (light-driven cracking/popping and bending/motion) occur for the 2D and 1D cocrystals, respectively. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectra show the occurrence of photoinduced [2 + 2] cycloaddition in both cocrystals, which is the primary mechanism for their photoactuating behaviors. Crystal structure analysis and theoretical calculation further reveal that protonation and the hydrogen-bonding network play important roles in light-stimulus-bendable 1D cocrystal. Thus, the transformation from rigidity to flexibility based on cocrystallization with different stoichiometry may offer an effective means to tune the dynamic light-driven responses for smart crystalline materials.
中文翻译:
基于共晶方法的超大规模柔性分子晶体的光驱动运动和弯曲调谐
具有刺激响应特性的柔性分子晶体是非常需要的。但是,发现它们仍然是一个具有挑战性的目标。在本文中,我们报告了一种共晶方法,以获得在宏观水平上表现出光诱导的荧光变化和动态机械响应的弹性分子晶体。以不同的化学计量比(2:1和1:1)制造萘基乙烯基吡啶和四氟对苯二甲酸的共晶体,它们具有不同的形状[二维(2D)和一维(1D)形态],光发射和机械性能(刚性)和灵活性)。此外,对于2D和1D共晶体,分别发生明显不同的光机械能转换(光驱动裂纹/爆裂和弯曲/运动)。核磁共振(NMR)光谱显示在两个共晶体中都发生了光诱导的[2 + 2]环加成反应,这是其光激活行为的主要机理。晶体结构分析和理论计算进一步表明,质子和氢键网络在光刺激弯曲的一维共晶体中起着重要作用。因此,基于具有不同化学计量比的共结晶从刚性到柔性的转变可以提供一种有效的手段来调节智能晶体材料的动态光驱动响应。晶体结构分析和理论计算进一步表明,质子和氢键网络在光刺激弯曲的一维共晶体中起着重要作用。因此,基于具有不同化学计量比的共结晶从刚性到柔性的转变可以提供一种有效的手段来调节智能晶体材料的动态光驱动响应。晶体结构分析和理论计算进一步表明,质子和氢键网络在光刺激弯曲的一维共晶体中起着重要作用。因此,基于具有不同化学计量比的共结晶从刚性到柔性的转变可以提供一种有效的手段来调节智能晶体材料的动态光驱动响应。
更新日期:2018-06-11
中文翻译:
基于共晶方法的超大规模柔性分子晶体的光驱动运动和弯曲调谐
具有刺激响应特性的柔性分子晶体是非常需要的。但是,发现它们仍然是一个具有挑战性的目标。在本文中,我们报告了一种共晶方法,以获得在宏观水平上表现出光诱导的荧光变化和动态机械响应的弹性分子晶体。以不同的化学计量比(2:1和1:1)制造萘基乙烯基吡啶和四氟对苯二甲酸的共晶体,它们具有不同的形状[二维(2D)和一维(1D)形态],光发射和机械性能(刚性)和灵活性)。此外,对于2D和1D共晶体,分别发生明显不同的光机械能转换(光驱动裂纹/爆裂和弯曲/运动)。核磁共振(NMR)光谱显示在两个共晶体中都发生了光诱导的[2 + 2]环加成反应,这是其光激活行为的主要机理。晶体结构分析和理论计算进一步表明,质子和氢键网络在光刺激弯曲的一维共晶体中起着重要作用。因此,基于具有不同化学计量比的共结晶从刚性到柔性的转变可以提供一种有效的手段来调节智能晶体材料的动态光驱动响应。晶体结构分析和理论计算进一步表明,质子和氢键网络在光刺激弯曲的一维共晶体中起着重要作用。因此,基于具有不同化学计量比的共结晶从刚性到柔性的转变可以提供一种有效的手段来调节智能晶体材料的动态光驱动响应。晶体结构分析和理论计算进一步表明,质子和氢键网络在光刺激弯曲的一维共晶体中起着重要作用。因此,基于具有不同化学计量比的共结晶从刚性到柔性的转变可以提供一种有效的手段来调节智能晶体材料的动态光驱动响应。