课题组简介

硅基发光材料课题组致力于主族元素调控有机共轭光电材料的设计合成及性质研究。

目前主要研究领域包括：

1. 新型有机硼共轭体系的设计合成、光谱调控及其生物传感与成像；

2. 硅基发光材料特别是硅硅键桥联体系的构建及其在非线性光学材料和指纹识别等领域的应用；

3. 硅罗丹明的合成及其生物传感与成像。

4. 药物有机金属化学。

团队成员先后主持国家自然科学基金5项，省部级和企业委托课题10余项，在Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Angew. Chem. Int. Ed.、CCS Chem.、Chem. Commun.等杂志上发表相关成果SCI论文80余篇，被引用3200余次。基于科研成果，团队开发出一系列BODIPY类，Si-Rhodamine类生物标识和细胞器靶向探针，并已商业化生产。

课题组负责人：卢华  博士  研究员  硕士生导师

课题组成员：冯新江  博士  硕士生导师；周志宽  博士  硕士生导师；盖立志  博士  硕士生导师；于春艳  科研助理

卢华 博士 研究员

主要从事主族元素调控有机共轭光电材料的设计合成及性质研究。先后主持3项国家自然科学基金，1项浙江省自然科学基金和1项杭州市高层次留学回国人员(团队)在杭创业创新项目，企业委托项目1项。以第一或通讯作者在Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、CCS Chem.、Chem. Commun.等学术期刊上发表SCI论文50余篇，被引用2100多次。

冯新江，博士，硕士生导师

主要从事有机合成化学，有机光电功能材料的设计、合成及器件构筑研究。先后主持2项浙江省自然科学基金,纵向基金2项。以第一或通讯作者在ACS Appl. Mater. & Interfaces、J. Mater. Chem. C、J. Org. Chem.等学术期刊上发表SCI论文10余篇。

周志宽，博士，硕士生导师

主要从事硅基氟硼或卟啉功能分子的设计、光谱调控等方面研究。先后主持国自然科学基金青年项目和中国博士后科学基金等基金3项。以第一或通讯作者在Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Commun.、CCS Chem.等学术期刊上发表SCI论文10余篇。

盖立志，博士，硕士生导师。

主要从事新型有机硅/硼共轭材料的构建及光电性质研究、新型近红外染料的设计及其在癌症光动力治疗方面的研究。先后主持国自然科学基金青年项目等基金3项。以第一或通讯作者在Coord. Chem. Rev.、Chem. Commun.、Org. Chem. Front.等学术期刊上发表SCI论文10余篇。

人才培养

团队已培养硕士研究生20余名，其中近10位毕业生获全奖赴日本、德国或国内著名高校继续深造攻读博士学位。获得国家奖学金、浙江省优秀硕士论文、杭州师范大学优秀硕士论文等荣誉共计10余人次。有十多名毕业生在国内知名医药公司和有机硅行业公司工作。

研究摘要:

s电子新体系和s电子调控新途径

利用硅具有空3d轨道，设计了一类低聚硅烷(-Si-)n的电子桥联四苯基乙稀新体系，硅桥联极大提高聚集诱导的发光效率，同时s-π共轭几乎不影响其原有发光波长。通过硅链长度的调控有效改善这类材料的聚集状态和对外界刺激的相应灵敏度。同时，硅烷链显着提高了这类材料亲脂性，从而实现了易于操作的，快速且高分辨率的潜在指纹可视化成像。此研究提供了一种几乎保持发光波长的前提下提高发光效率和亲脂性的合成方法和设计策略，研究成果发表在中国化学会的旗舰新刊CCS Chemistry上(CCS Chem.,2020,DOI:10.31635/ccschem.020.202000145)。对于非线性光学材料，D-π-A骨架是实现非线性效应最有效的途径之一并已得到广泛研究，新的骨架体系的设计具有重要的基础研究意义和很大挑战性。我们首次获得了一类硅烷化有机氟硼，随后进一步设计了基于有机氟硼的硅硅键桥联的新型D-s-A和D-s-A-s-D体系，此类分子具有较强的双光子吸收截面以及三阶非线性极化率，实现了保持材料原有颜色的基础上增加非线性光学性能的目的。(Chem. Asian J. 2017, 12, 561.VIP; Chem. Commun., 2018, 54, 8834)。此研究成果在航空领域如飞行员防激光致盲材料的研发上具有重要意义，开发了一种提高光限幅同时保持材料透明性的新途径。

此外，我们还利用氟硅强的亲和性或*-π*作用，构建一类比率计量型氟离子探针和蓝光材料，并研究了它们在生物成像和OLED中的应用。(Chem. Commun.2012, 48, 10721-10723; Coord. Chem. Rev.2015, 285, 24-51; ACS Appl. Mater. & Interfaces, 2015, 7, 28156-28165;Org. Chem. Front.2019, 6, 3961–3968, Dyes Pigments2020, 174, 108063)

有机氟硼（BODIPY）的合成策略和光谱调控

针对光谱调控机理开展深入研究，通过对比分析不同位置修饰的氟硼分子的光物理性质，结合理论计算的基态和激发态结构以及轨道分布，从理论上解释了不同位置修饰对氟硼分子光谱性质的影响机理，系统揭示了BODIPY的光谱调控策略及规律。利用理论计算和研究经验，我们定向设计了首个基于氟硼分子的肿瘤乏氧探针和首个溶酶体靶向的肿瘤乏氧探针，开发了一系列发光覆盖可见-近红外光区的生物标记和细胞器靶向荧光探针，并已商业化生产。（Chem. Soc. Rev.2014, 43, 4778-4823; Chem. Commun. 2014, 50, 1074-1076; 2015, 51, 1713-1716; 2015, 51, 13389-13392; Chem. Eur. J.2012, 18, 7852-7861; 2014, 20, 1091-1102; J. Mater. Chem. C2015, 3, 12281-12289; 2016, 4, 4668-4674; Chem. Rev.2016, 116, 6184-6261; Org. Biomol. Chem.2019, 17,3617-3622; Chem. Commun.2019, 55, 11567-11570;Dyes Pigm. 2020, 177, 108275）