交替冠醚和金属卤化配合物的分子线超分子组装。 2026年3月30日，美国加州大学伯克利分校化学系杨培东教授（中国科学院外籍院士）团队在Nature Chemistry期刊上发表了一篇题为Supramolecular assembly of molecular wires alternating crown ethers and metal–halide complexes的研究成果。
该成果通过自下而上的组装方式，金属卤化物配合物可以与冠醚阳离子配合物交替连接，构筑出一种一维分子线（1D molecular wire）。通讯作者是杨培东教授，第一作者是朱荷青，祝程，Han K. D. Le。
分子线示意图
在卤化物发光材料体系中，金属卤化物配合物通常是最核心的发光单元。它们的局域结构、排列方式以及相互作用，都会直接影响材料最终的发光效率、发射峰宽以及其他光学行为。也正因如此，如何通过自下而上的方式，把这些发光基元有序组织起来，一直是该领域非常关注的问题。不过，想真正做到对其空间排布的精准调控，并不是一件容易的事。
针对这一挑战，杨培东院士团队提出了一种冠醚辅助的超分子组装策略。在这一设计中，金属卤化物配合物与 (crown ether@A)2+ 配合物（其中A为碱土金属阳离子）可以通过交替连接的方式，进一步组装成一种一维分子线结构。随后，这些一维结构再进一步堆积，最终形成规则的六方晶体结构（图1）。这一过程说明，借助冠醚的主客体识别能力以及超分子相互作用，可以为金属卤化物单元的有序组装提供一条可行而有效的新路径。
基于这一策略，杨培东院士团队成功构筑了 (18C6@Ba)MnBr4 单晶（图1）。该材料展现出优异的绿色发光性能，其光致发光量子产率（PLQY）超过80%，同时还具有较窄的半峰全宽（FWHM）（图2）。这意味着材料不仅发光效率高，而且发光色纯度也较为理想。对于发光材料而言，这样的表现无疑是十分有吸引力的，也说明这种超分子组装方法能够有效优化金属卤化物发光中心的光学输出。
图1：冠醚/金属–卤化物交替分子线的超分子组装。
图2：(18C6@Ba)MnBr4的高PLQY、窄FWHM绿色发光。
除了发光性能之外，这一体系在非线性光学方面同样表现出亮点。由于 (18C6@Ba)MnBr4 具有非中心对称晶体结构，材料进一步展现出显著的二次谐波产生（SHG）响应（图3）。这一点非常重要，因为它表明，这种组装策略不仅能获得高效发光材料，还能够进一步赋予体系额外的光学功能，实现发光性能与非线性光学响应的协同集成。
图3：(18C6@Ba)MnBr4单晶的非线性光学性质。
更值得关注的是，这一方法并不只适用于单一体系。从设计原则上看，这种冠醚辅助的超分子组装策略还可以进一步推广到多类金属卤化物单元中，包括[M(I)X2]-、[M(I)X3]2-、[M(II)X4]2-和[M(III)X5]2-等不同构型的分子线构筑（图4）。也就是说，这项工作提供的并不是一个个例，而是一种具有普适潜力的结构设计思路。随着金属中心、卤素种类以及主客体单元的进一步调节，未来有望实现更丰富的发光颜色和更有针对性的光学功能调控。
图4：超分子组装冠醚/金属–卤化物交替分子线的三维组分可调性。
总体来看，这项工作提出了一条面向超分子金属—卤化物功能材料的新型构筑路线：通过冠醚辅助组装，将金属卤化物发光中心有序串联成一维分子线，并进一步实现高效发光与非线性光学性质的统一。这不仅加深了对超分子组装与光学功能之间关系的理解，也为新一代发光材料和多功能光学晶体的开发提供了新的设计原则。（来源：科学网）
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41557-026-02101-0
作者：杨培东 等 来源：《自然-化学》
