Conformer Ring Flip Enhances Mechanochromic Performance of ansa-Donor–Acceptor–Donor Mechanochromic Torsional Springs

化学 噻吩 连接器 化学机械平面化 环应变 接受者 力谱学 戒指(化学) 结晶学 光化学 分子 有机化学 凝聚态物理 图层(电子) 物理 操作系统 计算机科学
作者
Raphael Hertel,Wafa Maftuhin,Michael Walter,Michael Sommer
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (48): 21897-21907 被引量:18
标识
DOI:10.1021/jacs.2c06712
摘要

Mechanochromophores based on conformational changes of donor-acceptor-donor (DAD) springs allow sensing of forces acting on polymer chains by monotonic changes of absorbance or photoluminescence (PL) wavelength. Here, we identify a series of thiophene (D)-flanked quinoxalines (A) as molecular torsional springs for force sensing in bulk polymers at room temperature. The mode of DAD linkage to the polymer matrix and linker rigidity are key parameters that influence the efficacy of force transduction to the DAD spring and thus mechanochromic response, as probed by in situ PL spectroscopy of bulk films during stress-strain experiments. The largest shift of the PL maximum, and thus the highest sensitivity, is obtained from an ansa-DAD spring exhibiting bridged D units and a stiff A linker. Using detailed spectroscopy and density functional theory calculations, we reveal conformer redistribution in the form of a thiophene ring flip as the major part of the overall mechanochromic response. At forces as low as 27 pN at early stages of deformation, the ring flip precedes mechanically induced planarization of the ansa-DAD spring, the latter process producing a PL shift of 21 nm nN-1. Within the stress-strain diagram, the thiophene ring flip and DAD planarization are thus two separated processes that also cause irreversible and reversible mechanochromic responses, respectively, upon sample failure. As the thiophene ring flip requires much smaller forces than planarization of the DAD spring, such micromechanical motion gives access to sensing of tiny forces and expands both sensitivity and the force range of conformational mechanochromophores.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
芳华如梦完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
土豆丝完成签到 ,获得积分10
2秒前
琦琦完成签到,获得积分10
11秒前
zzzz完成签到,获得积分20
16秒前
GEZIKU完成签到 ,获得积分10
17秒前
24秒前
31秒前
赵三岁发布了新的文献求助10
38秒前
wwb完成签到,获得积分10
41秒前
45秒前
46秒前
肯德基没有黄焖鸡完成签到 ,获得积分10
46秒前
能干冰露完成签到,获得积分10
49秒前
牛奶拌可乐完成签到 ,获得积分10
51秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
51秒前
周小鱼完成签到 ,获得积分10
55秒前
1分钟前
1分钟前
老张完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
zhugao完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
南风知我意完成签到,获得积分10
1分钟前
朴实寻琴完成签到 ,获得积分10
1分钟前
可可可爱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lsy完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
hwen1998完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
wwb发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
LHT完成签到,获得积分10
1分钟前
落寞凌波发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038029
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575740
关于积分的说明 11373751
捐赠科研通 3305559
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819224
邀请新用户注册赠送积分活动 892652
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022