基于噻吩-吡咯稠合苯并噻二唑受体单元的D-A型二色性染料设计及其电控液晶调光性能研究

本文推荐：研究团队创新性地将噻吩-吡咯稠合苯并噻二唑（Y6）受体单元引入二色性染料（DLC）设计，开发出四种新型染料D5FST/D5BST/D5OBST/D44BST。通过调控电子给体基团，实现吸收波长（534-670 nm）和二色比（DA=5.91）的可控优化，解决了传统偶氮苯/蒽醌染料光稳定性差、溶解性不足的痛点。该研究为智能调光窗（DLC）提供了兼具高对比度、低驱动电压特性的高性能染料体系。

　　

Highlight

本研究通过引入噻吩-吡咯稠合苯并噻二唑（Y6）受体单元，成功设计合成四种新型二色性染料（D5FST、D5BST、D5OBST和D44BST）。溶液相研究表明所有染料均呈现可调的光物理性质，其中D5OBST因在主体液晶（Host-2301）中溶解性不足被排除后续测试。D44BST展现出最大吸收/发射波长（534/670 nm），而D5BST获得最高二色比（D_A=5.91），为开发高性能二色性染料提供了关键设计策略。

Theoretical calculations

通过密度泛函理论（DFT）计算深入探究染料分子构效关系，发现Y6单元的高电负性"S"原子能有效调控分子内电子分布，其长轴共轭结构有利于增强分子取向有序性，这解释了D5BST优异二色比的分子基础。

Conclusions

研究证实噻吩-吡咯稠合苯并噻二唑单元是构建D-A型二色性染料的理想受体，但分子设计需兼顾溶解性（如D5OBST的失败案例）。D44BST/D5BST在电控调光窗中表现出的"动态变色龙"特性（波长可调+高对比度），为智能窗材料开发开辟了新路径。