研究中使用了國(guó)儀量子時(shí)間分辨EPR系統(tǒng)，并致謝工程師

有機(jī)自由基材料在光電、磁性以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。然而，由于有機(jī)自由基通常具有高反應(yīng)活性和強(qiáng)電子相互作用，其在固態(tài)環(huán)境下極易失活。傳統(tǒng)的穩(wěn)定化策略多依賴(lài)于共價(jià)位阻、主客體相互作用或金屬配位等方式。該工作打破常規(guī)，提出了一種全新的非共價(jià)穩(wěn)定策略：通過(guò)晶體工程調(diào)控分子的堆積模式。

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成了一系列三芳基胺（TPA）衍生物，發(fā)現(xiàn)其中特定化合物在氫鍵作用的驅(qū)動(dòng)下，能夠形成具有二維平行堆積模式的穩(wěn)固晶體網(wǎng)絡(luò)。這種剛性的晶體環(huán)境有助于限制分子構(gòu)象波動(dòng)，并減弱氧氣、水分等外界因素對(duì)自由基的猝滅作用，為實(shí)現(xiàn)超高穩(wěn)定性的自由基奠定了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

EPR技術(shù)是確證自由基生成的關(guān)鍵表征手段。研究測(cè)試了樣品在光照前后的穩(wěn)態(tài)EPR譜圖。結(jié)果表明，樣品在光照下迅速產(chǎn)生具有氮超精細(xì)分裂特征的 TPA 自由基陽(yáng)離子信號(hào)（g 值約 2.004–2.006）。通過(guò)原位持續(xù)紫外光照監(jiān)測(cè)，確證了自由基信號(hào)在5分鐘時(shí)達(dá)到生成飽和。

為驗(yàn)證材料的空氣穩(wěn)定性，研究記錄了化合物1晶體在室溫空氣中存放1個(gè)月后的穩(wěn)態(tài)EPR譜圖。數(shù)據(jù)顯示，存放1個(gè)月后的晶體仍具有極強(qiáng)的自由基信號(hào)，直接證實(shí)了該二維平行堆積網(wǎng)絡(luò)對(duì)自由基物種具備極高的保護(hù)能力。

（A）紫外照射后晶體1的時(shí)變EPR光譜。（B）晶體1在儲(chǔ)存一個(gè)月后采集的EPR光譜，以及使用EasySpin模擬的EPR光譜。

為探究穩(wěn)定的光致自由基在激發(fā)態(tài)下的生成機(jī)制，該研究利用國(guó)儀量子時(shí)間分辨電子順磁共振系統(tǒng)進(jìn)行了時(shí)間分辨EPR測(cè)試。

實(shí)驗(yàn)在80 K低溫環(huán)境下，利用355 nm納秒脈沖激光作為激發(fā)源 。TREPR系統(tǒng)成功監(jiān)測(cè)到了光激發(fā)后短壽命瞬態(tài)物種的生成與衰減過(guò)程：數(shù)據(jù)清晰記錄了瞬態(tài)信號(hào)在激光激發(fā)后的340納秒（ns）內(nèi)達(dá)到峰值，并在隨后的4微秒（μs）內(nèi)逐漸衰減 。

借助國(guó)儀量子時(shí)間分辨 EPR 系統(tǒng)，并結(jié)合對(duì)瞬態(tài) EPR 譜線(xiàn)的分析與擬合，研究團(tuán)隊(duì)在納秒至微秒時(shí)間尺度上捕獲到了光激發(fā)后短壽命順磁中間體的形成與演化過(guò)程。測(cè)試結(jié)果表明，體系在激發(fā)后的早期時(shí)間窗內(nèi)迅速出現(xiàn)自旋相關(guān)瞬態(tài)信號(hào)，并經(jīng)歷后續(xù)衰減與演化。相較于穩(wěn)態(tài) EPR 對(duì)最終順磁產(chǎn)物的確認(rèn)，時(shí)間分辨 EPR 進(jìn)一步給出了常規(guī)表征難以直接獲得的動(dòng)態(tài)過(guò)程信息，為文章關(guān)于光激發(fā)后電荷轉(zhuǎn)移及自由基相關(guān)過(guò)程的討論提供了關(guān)鍵的時(shí)間分辨實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

時(shí)間分辨EPR系統(tǒng)捕獲的瞬態(tài)物種演變及譜線(xiàn)擬合

該研究通過(guò)晶體工程策略構(gòu)建的二維平行分子堆積網(wǎng)絡(luò)，有效解決了有機(jī)自由基在固態(tài)下的穩(wěn)定性難題，并明確了其超快光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制。這為未來(lái)開(kāi)發(fā)高性能的生物醫(yī)用光致自由基材料提供了重要的理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)范式。

在論文的 Acknowledgements 部分，作者特別致謝了國(guó)儀量子的應(yīng)用工程師團(tuán)隊(duì)：

"The authors would also like to thank Hongyan Shen and Haifeng Wu, engineers from Guoyi, for their assistance in transient EPR testing."

高水平科研成果的產(chǎn)出離不開(kāi)精準(zhǔn)可靠的表征數(shù)據(jù)。國(guó)儀量子應(yīng)用工程師團(tuán)隊(duì)在復(fù)雜的低溫時(shí)間分辨動(dòng)力學(xué)測(cè)試中，為用戶(hù)提供了專(zhuān)業(yè)、及時(shí)的技術(shù)測(cè)試支持和譜圖擬合支持。

國(guó)儀量子的電子順磁共振波譜儀系列產(chǎn)品，憑借卓越的性能與極高的穩(wěn)定性，已在國(guó)內(nèi)外眾多頂尖高校與科研院所廣泛使用，持續(xù)為材料、化工及生命科學(xué)領(lǐng)域的頂刊成果提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基石，深受學(xué)術(shù)界與廣大用戶(hù)的認(rèn)可。

面向光化學(xué)與超快反應(yīng)前沿，國(guó)儀量子時(shí)間分辨EPR系統(tǒng)以納秒級(jí)時(shí)間分辨率，精準(zhǔn)捕獲光激發(fā)下的超短壽命瞬態(tài)物種。該系統(tǒng)助力科研人員跨越從“看清結(jié)果"到“還原過(guò)程"的表征壁壘，為微觀(guān)機(jī)理解析提供一錘定音的動(dòng)力學(xué)證據(jù)。

高水平的表征離不開(kāi)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)保障。國(guó)儀量子應(yīng)用工程師團(tuán)隊(duì)將始終提供快速響應(yīng)與深度技術(shù)支持，以專(zhuān)業(yè)服務(wù)護(hù)航用戶(hù)的每一次科學(xué)探索。

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