氢键对双光子荧光发射的影响

具有双光子吸收（TPA）特性的非线性光学（NLO）材料以其在光限幅[51-52]、三维精密加工业[53-54]、上转换荧光[55-56]、光动力治疗[57-58]、数据存储[59-60]、光成像[61-63]等领域的独特应用价值受到人们的广泛关注，正因为如此，如何提高材料的双光子吸收效率成为努力的重点，分子结构调控逐渐成为努力的重点方向[64-65]。

图1.5 文献报道的[76]通过氢键作用增大双光子吸收横截面的分子发展模型

研究证明[66-67]，增加分子体积、维度是增加双光子吸收横截面的有效途径，如图1.5。从电子结构、光物理过程的角度分析，强有力的分子间相互作用力是增加电荷转移与双光子吸收效率的有效途径。因此，功能分子具有Π-供电结构以及π-吸电结构，或者二者同时存在的情况更有利于实现双光子吸收横截面的增大，因此分子间（内）的相互作用显得尤其重要[68]。分子间（内）氢键作为重要的分子间作用力成为研究的主要方向，研究表明，分子间氢键的存在有利于极大地提高分子的双光子吸收横截面，尤其是在含有供、吸电子基团的分子体系中[69]。(www.xing528.com)

Zeng等人[70]设计了一类具有较大双光子吸收横截面及较高荧光量子产率的新型荧光探针，如图1.6。该类荧光探针利用在激发态分子内发生质子转移反应时分子平面性增大，光诱导电子转移能力增强，从而实现2PA增加。实验发现，这类荧光探针在双光子诱导下，荧光效率比单光子提高20倍以上。

图1.6　Lingyu Zeng等人设计的通过氢键作用改善双光子吸收横截面的新型荧光探针