近期,我院柯华博士和廖建珍博士课题组采用溶剂热法,通过配位自组装,成功合成了一系列在环境条件下具有超稳定自由基复合材料,并在国际主流期刊发表多篇论文。
1. 制备的Rb(I)和Cs(I)晶体材料含有持久稳定的有机自由基。X-射线晶体结构分析表明,自组装的配位聚合物中含有大量功能性相关的孤对电子-π相互作用,使得晶体材料在室内光线条件下具有内在的电荷转移,从而产生长寿命的电荷分离态,形成活性有机自由基。一般情况下,活性有机自由基在空气条件下易被空气中的氧气迅速淬灭,具有瞬态性。出人意料的是,该类材料不仅在室温条件下能够稳定存在大量的活性有机自由基,甚至在额外的光源照射或经高温处理后,材料中的活性有机自由基不被淬灭反而增多。这一实验现象表明材料中所含的自由基具有异常的空气、热和光稳定性。该类自由基掺杂的晶体材料无需额外的化学修饰或光化学手段,直接实现了显著的近红外光热转换;此外,进一步的光诱导和热激活过程可以有效地增强其近红外光热转换,相关工作发表在Inorganic Chemistry Frontier, 2022, 9, 2568-2574。该杂志是由中国化学会、北京大学和英国皇家化学会联合创办,入选中国科技期刊卓越计划高起点新刊项目;最新影响因子为7.779,名列全球非综述类无机化学期刊榜首,中科院期刊分区一区top。2019级应用化学专业本科生朱欣美、明平香和谢淑梅参与完成了实验部分。

图 活性有机自由基用于近红外光热转换(左)和无抗生素策略抗菌伤口治疗示意图(右)
2. 该课题组还进一步探究了该类材料的自由基掺杂特性、光致变色性,剖析了自由基对材料光致变色的影响,为设计合成自由基掺杂晶体材料提供指导。相关研究成果发表在Dyes and Pigments, 2022, 207, 110747。该杂志最新影响因子为5.122,中科院期刊分区一区。2019级应用化学专业本科生朱欣美、蒋莹、谢淑梅和明平香共同参与完成了实验部分。
3. 设计合成的Ag基配合物不仅具有活性自由基掺杂特性,而且还能持续释放活性Ag ,利用两者的协同抗菌效应,具有广谱抗菌活性,并能够有效抑制多重耐药细菌。该材料可以显著加快小鼠感染伤口的愈合速度,并展现非常低的细胞毒性。该项研究展示了自由基掺杂的Ag-MOFs材料在无抗生素的抗感染治疗中的应用前景。相关工作发表在Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2022, 213, 112425。该期刊最新影响因子为5.999,中科院期刊分区二区。该项研究是与福建医科大学胡芬博士合作发表,2018级应用化学专业本科毕业生夏双双为论文共同第一作者。
4. 另外,该课题组申请并被授权了两项国家发明专利:
1)一种萘酰亚胺类化合物及其制备方法和应用, ZL 202110282739.6;
2)一种自由基掺杂的配位聚合物及其制备方法和应用, ZL 202011139793.7。


入职萍乡学院以来,柯华博士和廖建珍博士课题组积极吸收本科生加入实验室进行科研技能和创新能力锻炼。让本科生参与最新最前沿的科学研究,注重培养本科生的动手能力,自主学习和解决问题的能力。课题组毕业的本科生多人次获得国家奖学金,优秀毕业生和优秀毕业论文等荣誉,多位毕业生进入福州大学和南昌大学等国家双一流高校的长江学者或国家杰青课题组攻读硕士学位。