أخبار ar.wedoany.com، اكتشف فريق بحثي بقيادة دينغشو وانغ (Dengxu Wang) من جامعة شاندونغ أن السيليوكسان قادر على تنشيط الاقتران الفراغي (through-space conjugation, TSC) بفعالية من خلال آلية "التغليف الديناميكي"، مما يتحدى النظرة التقليدية التي كانت تعتبره مجرد فاصل خامل في الأنظمة المترافقة. كان السيليوكسان، بفضل سلسلته الرئيسية المرنة Si–O–Si، يُستخدم على نطاق واسع في علوم المواد والإلكترونيات الضوئية نظرًا لقابليته الجيدة للذوبان وتوافقه الهيكلي، إلا أن قدرته الجوهرية على تنظيم التجميع الجزيئي والترتيب الفراغي ظلت مهملة لفترة طويلة. أجرى الفريق البحثي توصيفًا فيزيائيًا ضوئيًا وحسابات نظرية على البوليمرات الفلورية المرتبطة بالسيليوكسان (siloxane-linked fluorescent polymers, SFPs)، ووجد أن هذه المواد تُظهر فلورية قوية في كل من المحلول والحالة الصلبة، أي خاصية الانبعاث ثنائي الحالة (dual-state emission, DSE) البارزة. يشير هذا إلى أن السيليوكسان يمكنه تنشيط الاقتران الفراغي بفعالية، وتنسيق تفاعلات الكروموفورات فراغيًا، وتعزيز التواصل الإلكتروني في التجميعات غير التساهمية.
لتوضيح هذه الآلية، قام الفريق بربط مجموعة متنوعة من الكروموفورات العطرية (سبيرو ثنائي الفلورين، ثنائي الفينيل، ثلاثي فينيل الأمين، إلخ) بجسور السيليوكسان المرنة عبر تفاعل اقتران هيك (Heck)، لإعداد سلسلة من البوليمرات SFP-1 إلى SFP-7. من خلال مقارنة الخصائص البصرية، والتشكل الجزيئي، وتوزيع المدارات الجزيئية الأمامية، وأشكال التجميع للبوليمرات SFPs مع كروموفوراتها الأحادية المقابلة، كشف البحث أن جسر السيليوكسان ليس مجرد وحدة ربط بسيطة، بل يعمل من خلال آلية "التغليف الديناميكي" على تغليف كروموفورين عطريين متجاورين وتجميعهما في تجميع غير تساهمي مترابط فراغيًا. هذا الترتيب الفراغي يمكن الكروموفورات من تحقيق تداخل مداري فعال، مما ينشط الاقتران الفراغي ويعزز تمركز الإلكترونات. ونتيجة لذلك، حققت البوليمرات SFPs في المحلول عائدًا كميًا للاستضاءة الضوئية يصل إلى 92.7%. بالإضافة إلى ذلك، تعمل مرونة سلسلة السيليوكسان على تثبيط الاسترخاء الاهتزازي داخل الجزيء، مما يقلل من التوهين غير الإشعاعي. على النقيض من ذلك، تميل الكروموفورات العطرية الخالية من جسر السيليوكسان إلى حدوث تكديس π–π كثيف، مما يؤدي إلى إخماد التجميع (aggregation-caused quenching, ACQ) وضعف التوهج.
قام الباحثون أيضًا بتطبيق البوليمرات SFPs في الاستشعار العملي، مما أظهر أداءً عاليًا في الكشف عن مبيد الأعشاب تريفلورالين (Trifluralin). بلغ حد الكشف لمسبار SFP ما يصل إلى 0.313 ميكرومولار، وأظهر انتقائية ممتازة تجاه المواد المتداخلة، كما أمكن إجراء الكشف البصري تحت ضوء النهار المحيط دون الحاجة إلى أجهزة خارجية، مما يمنحه ميزة عملية مقارنة بالمسبارات الفلورية التقليدية. في مجال الحماية من الأشعة فوق البنفسجية، أظهرت البوليمرات SFPs أيضًا آفاقًا واعدة كمكونات مستقرة ومرنة. إن استقرارها الجوهري، إلى جانب قدرتها القوية على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وتحويل الفلورية، يجعلها مرشحة مثالية لنوافذ الحماية من الأشعة فوق البنفسجية، والنظارات الواقية، والمواد المصممة لتصفية الضوء الأزرق عالي الطاقة. يضع هذا البحث، ولأول مرة بشكل منهجي، الآلية الأساسية لتنشيط السيليوكسان للاقتران الفراغي، مما يفتح مسارًا جديدًا لتصميم المواد المضيئة الوظيفية المحتوية على السيليوكسان، ويوفر أساسًا آليًا لتطبيقات في مجالات الاستشعار، والإلكترونيات الضوئية، والحماية من الأشعة فوق البنفسجية.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
