近日，我院罗健老师指导的光电22级本科生侯思雨和光电23级本科生余琴分别以第一作者身份在中科院二区、物理化学领域核心期刊《Journal of Physical Chemistry B》上发表了聚乙烯醇薄膜微结构性质的一系列研究成果。
PVA薄膜因其具有高柔性、阻氧性和易制备共混物的优势，在柔性电子和光学器件中广泛使用。然而，因其结构具有明显的多尺度特性，对其微观结构、尤其是内嵌分子周围微环境的理解尚有不足。基于此，罗健带领实学生利用木犀草素、核黄素和光色素作为荧光探针，通过研究这些天然有机发色团在PVA薄膜中的性质，阐释了聚乙烯醇微环境的空间束缚能力和水分子的化学性质。
为了表征空间束缚能力的局限性，该团队使用核黄素和质子化核黄素作为探针分子，发现核黄素无法产生anti-Kasha荧光，相反，质子化核黄素能够产生anti-Kasha荧光。通过理论分析，发现核黄素的内转换通过分子的面内振动进行，而质子化核黄素的内转换通过分子的面外振动进行，指出了PVA薄膜只能束缚分子的面外振动（第一作者为22级光电本科生侯思雨）。PVA薄膜除了束缚内嵌有机分子外，对内部水分子也有较强的束缚能力。利用光色素的去质子化机理，证明了PVA薄膜中的水分子，由于分子间氢键数量不饱和，表现出比溶剂水显著增强的碱性（第一作者为23级光电专业本科生余琴）。
此外，该团队利用发现的PVA薄膜能够明显抑制木犀草素的非辐射弛豫，证明了PVA薄膜的空间束缚分子内激发态质子转移的抑制作用。第一作者为22级电子信息研究生王伟丽。
该系列工作初步证实了荧光探针方法对于研究PVA薄膜微环境的有效性，为开发以PVA薄膜为载体的对环境酸碱性响应的发光薄膜提供了新思路。以上工作均以长江大学为第一单位，罗健博士为通讯作者。工作得到了国家自然科学基金、分子反应动力学国家重点实验室开放课题、南京大学固体微结构物理国家重点实验室开放课题的支持。（审核 水涛 编辑 梁军）
论文链接
论文1：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcb.4c08370
论文2：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jpcb.5c00861
论文3：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcb.4c06452
