有机发光晶体在光机械学、光开关、光通信、传感器和防伪等领域具有巨大应用潜力,并近年来受到了广泛关注[[1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]]。随着技术的进步,对柔性发光材料的需求逐渐增加,为扩大其应用范围提供了机会[8]。然而,传统的有机晶体通常较为脆弱且刚性较强,限制了其在实际应用中的潜力。为了解决这一问题,研究人员开始探索具有柔性(弹性及塑性)特性的有机晶体。Reddy等人首次制备出了可弯曲的咖啡因共晶体,从而开启了弹性有机晶体的研究[9]。随后,Clegg等人利用X射线衍射对柔性晶体的起源和性质进行了深入研究[10,11]。这些开创性的工作为柔性晶体的发展奠定了基础,并引发了后续的大量研究[12]。
近年来,柔性晶体在各个领域迅速发展,展现出显著潜力,包括柔性波导传输[[13], [14], [15], [16], [17]]、光机械学[[18], [19], [20], [21], [22], [23], [24], [25], [26]]、半导体[27]、光干涉[28]、能量存储[29]以及柔性铬材料[30,31]等。特别是柔性铬材料,由于其在防伪、光控制和智能系统中的潜在应用而备受关注。通过调节铬的性质,这些晶体可以在智能包装和防伪领域扩展应用,并为高科技设备中的铬功能提供新的可能性。然而,现有的铬机制(如弯曲诱导的发射变化和机械研磨诱导的发射变化)通常表现出较小的波长移动或不可逆性,这极大地限制了它们的实际应用。相比之下,压力诱导的铬性质可以在不破坏晶体结构的情况下调节发光性能,确保在变化过程中光学性能的更好可调性。因此,探索高压下的柔性铬材料具有重要的理论和实践价值。目前,关于柔性晶体中压力诱导的铬变化的研究仍然有限。现有研究表明,随着压力的增加,晶体颜色从蓝光变为近红外[[32], [33], [34], [35], [36], [37], [38]]。特别是具有NIR发射特性的柔性晶体,在压致变色材料领域具有独特价值;然而,这一领域的研究仍然较少。
在本研究中,我们通过将1,3-二甲基嘧啶-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮与2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-醛在乙醇中回流,成功合成了巴比妥酸衍生物1,3-二甲基-5-((2,3,6,7-四氢-1H,5H-吡啶[3,2,1-ij]喹啉-9-基)亚甲基)嘧啶-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮(DPT)(方案S1,图1a,图S11)。需要注意的是,该分子在之前的文献中已有报道,本研究重点关注其柔性和压致变色性质[39]。使用二氯甲烷和乙醇作为溶剂制备了橙色针状晶体(图1c)。有趣的是,当压力从1大气压增加到7.2 GPa时,DPT晶体的最强荧光发射峰从587纳米红移至721纳米,红移了134纳米,进入了近红外区域。这一现象表明DPT晶体对压力非常敏感,在高压条件下表现出独特的光学性质。相比之下,机械研磨仅导致22纳米的红移,并伴随晶体的非晶化。这表明压力诱导的铬性质提供了显著的光学可调性,为设计柔性铬晶体提供了新的思路。