基于吡唑偶氮吲哚 / 吲唑（PAIs）的光开关：结构、性能与应用探索

为探究分子支架对光开关性能影响，研究人员构建 PAIs 光开关，明确结构 - 性能关系，助力智能材料发展。

　　基于偶氮杂芳烃的光开关，因其具有高双向异构化和长热半衰期（t1/2?）的特性，受到了研究人员的广泛关注。分子支架的多样性对光开关性能有着深远影响。在本研究中，通过引入动态连接位点并进行支架优化，构建了一系列基于吡唑偶氮吲哚 / 吲唑（PAIs）的光开关。这些光开关在特定波长照射下，具有可调节的光开关性能和多样的光物理性质。其中，4Z?H 可在Cu2+离子和乙二胺四乙酸（EDTA）的作用下，在 “锁定” 和 “解锁” 状态之间切换。由于分子内力的作用，3Z和4Z系列的热稳定性比其他 PAIs 光开关更高，而空间位阻效应则削弱了5D系列的热稳定性，这些结果阐明了 PAIs 支架与其光开关性能之间的关系。更重要的是，通过季铵盐片段修饰合成的离子光开关（4D?N+），在碱性条件的水溶液和高浓度谷胱甘肽（GSH）中表现出优异的可逆光开关性能。荧光基团（三苯胺）的组装赋予了 PAIs 支架光控荧光性质。该研究阐明了 PAIs 的支架 - 修饰 - 功能之间的关系，为开发具有光开关系统的智能有机材料奠定了可靠基础。