稠合碳環(huán)具有獨特的光電特性，一類被稱為并苯的分子鏈經調節(jié)可發(fā)出不同顏色的光，這使它們成為有機發(fā)光二極管的理想候選者。并苯發(fā)出的光的顏色由其長度決定，但隨著分子變長，它們也變得不穩(wěn)定。美國麻省理工學院的化學家開發(fā)出一種新方法，可使苯分子更穩(wěn)定，并能合成不同長度的并苯。他們成功造出了發(fā)射紅色、橙色、黃色、綠色或藍色光的分子，拓寬了并苯的應用范圍，為開發(fā)高度空氣及光穩(wěn)定的發(fā)光材料和微型能量收集裝置鋪平了道路。相關論文發(fā)表在《自然·化學》雜志上。

不同并苯發(fā)出紅、綠、藍、橙、和藍綠色的光（藝術圖）。圖片來源：何塞-路易斯·奧利瓦雷斯/麻省理工學院

并苯由苯分子（碳和氫組成的環(huán)）以線性方式稠合在一起組成。由于它們含有豐富的可共享電子，并能有效地傳輸電荷，因此被用作半導體和場效應晶體管。最近的研究表明，一些碳原子被硼和氮取代或“摻雜”會使并苯具有更有用的電子性質。

為了使并苯更穩(wěn)定，研究人員使用了以前研究過的一種配體，稱為碳二卡賓。去年，他們曾使用這種配體來穩(wěn)定硼氟離子，這種有機化合物可以發(fā)出不同顏色的光來響應溫度的變化。

在本研究中，研究人員開發(fā)了一種新的合成方法，將碳二卡賓添加到同樣摻雜了硼和氮的并苯中。隨著新配體的加入，并苯帶正電荷，提高了穩(wěn)定性，這也賦予了它們獨特的電子性質。

使用這種方法，研究人員造出了能產生不同顏色的并苯，主要取決于它們的長度和附著在碳二卡賓上的化學基團的類型。

很多人體組織都會發(fā)出藍光，所以很難使用藍色熒光探針進行成像。因此，紅色發(fā)光體在生物成像應用中很重要。此外，這些并苯在空氣和水中都保持穩(wěn)定，這拓寬了其在成像和其他醫(yī)療領域的應用。這些并苯還可進一步開發(fā)用于電視和計算機屏幕的發(fā)光二極管，比傳統LED更輕、更靈活，產生更明亮的圖像，消耗更少的電能。