Simin Lin, Xubin Wang, Huisi Li, Jiancheng Zhou, Ruijuan Wen, Jianfei Ma, Shiwei Yin, Ling-Ya Peng, Haonan Peng, Yu Fang. Nat. Commun. 16, 8130 (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63519-7

图1. 激发波长依赖多色发光分子设计策略。（a-d）已报道的激发波长依赖多色发光分子体系示意图；（b）对称性破缺的星型分子结构设计示意图。

传统的有机荧光材料（OFMs）通常具有固定的发射光谱，这限制了它们在多功能应用中的适应性。相比之下，激发依赖型（Ex-de）发光材料可以通过调整激发波长实现动态和可逆的多色发射，显著扩展了其在防伪、加密和解密等领域的功能范围。然而，开发Ex-de材料面临着诸多挑战，传统方法通常依赖于多发光体的共结晶或共聚，这些方法往往存在色彩老化、相分离和材料稳定性降低等问题。

近日，陕西师范大学房喻、彭浩南、彭灵雅团队在Nature Communications期刊上发表了题为“Single-component-based multicolor emissions enabled by symmetry breaking”的论文。提出一种分子对称性破缺策略以丰富电子过程，使单个化学实体分子能够呈现激发依赖型多色发光。设计了一种星形分子 1,3,5-（4-叔丁基苯基-邻碳硼烷-4-苯基）苯（Ph-3CP），其中空间限制导致三个庞大的非平面分支之间产生不等价性。这种不对称性使得该分子在溶液态、无定形态和晶态下，均展现出近 175 纳米的宽激发依赖型发光范围。通过不同溶剂结晶，成功捕获了 Ph-3CP 的不同不对称构象体，为理论计算预测的对称性破缺结构提供了直接实验证据。构效关系研究进一步揭示了两种不同的弛豫路径，它们主导着该分子体系的发光行为。利用这些特性，研究者们开发了一种单组分荧光传感器阵列，可实现对氯代烃蒸气的快速选择性识别。该研究为通过对称性调控激发态工程设计多功能发光材料提供了一种通用策略。

图2 光物理过程示意图

第一作者：陕西师范大学博士研究生林思敏、王旭斌

通讯作者：陕西师范大学房喻院士、彭浩南教授、彭灵雅博士

全文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-63519-7