水滑石基復合發(fā)光薄膜材料的固態(tài)分子邏輯門研究

分子水平信息處理研究已成為科學研究的前沿領域和21世紀化學研究的熱點。基于化學體系的分子邏輯門始于人們對分子開關與分子邏輯門之間內在聯(lián)系的認識。尤其以熒光化學傳感作為分子邏輯門的計算單元發(fā)展最為迅速。熒光作為傳感信號具有高靈敏度(如單分子檢測)、可調控、檢測方便、實時監(jiān)測、快速響應等優(yōu)勢，而備受關注。本項目基于發(fā)光分子的光學性質，以及LDHs類層狀化合物的結構和功能的可調控性，構筑了以LDHs為主體，發(fā)光功能分子為客體，獲得了系列LDHs基復合發(fā)光薄膜材料，實現(xiàn)了以光化學傳感器為基礎構建固態(tài)分子邏輯器件的目標。提出了固態(tài)分子邏輯材料的關鍵制備技術；基于LDH基發(fā)光薄膜結構的邏輯器件的優(yōu)化設計和構建；特別注重單分子邏輯的多功能集成，為LDH基固態(tài)分子邏輯材料的實際應用奠定了基礎。該項目的研究結果已在Chem. Commun.，Lagmuir，Phys. Chem. Chem. Phys.，J. Phys. Chem. C，Sensor. Actuat. B 等雜志發(fā)表SCI收錄論文9篇，影響因子大于3.5為8篇。證明了所提出的設想是合理及可行的，同時得到了國際同行的肯定。

本項目提出以LDHs為主體，發(fā)光功能分子為客體，構筑LDH基復合發(fā)光薄膜材料。以光化學傳感為研究導向，強化薄膜材料的發(fā)光效率、提高其光學性能，對該類復合薄膜材料的超分子結構、能帶特征、主客體相互作用機理進行系統(tǒng)和深入研究，以期得到具有優(yōu)良傳感性能的薄膜材料。圍繞LDH基發(fā)光薄膜材料在基于熒光化學傳感的分子邏輯門的應用開展研究。通過解決此類發(fā)光薄膜材料的可控組裝、傳感性能及固態(tài)邏輯操作中的關鍵科學問題，構筑具有特色的研究體系，實現(xiàn)系列邏輯材料的結構創(chuàng)新。

本項目提出以層狀雙羥基復合金屬氫氧化物（LDHs）剝離的納米片為主體，多熒光分子為客體，構筑LDH基多組分熒光薄膜材料。以薄膜材料在邏輯門方面的應用為目標，強化薄膜材料的發(fā)光性能，提高其能量轉移效率。深入分析該類多組分熒光材料的幾何結構、能帶/能級特征、相互作用機理（主客體、客客體），以期得到具有實際應用潛力的新型熒光輸出信號的邏輯材料。圍繞LDH基多組分熒光材料的分子邏輯門的回路構筑、復雜環(huán)境分析、多組分底物檢測的應用展開研究。通過解決此類發(fā)光薄膜材料的可控組裝、光學開關性能及多組分熒光邏輯門操作中的關鍵科學問題，構筑具有特色的研究體系，實現(xiàn)系列邏輯材料的結構創(chuàng)新和實際應用。