第一作者：Ying Wei，Chunxiao Zhong

通訊作者：黃維，解令海，林進義

通訊單位：南京郵電大學，南京工業(yè)大學

黃維，教授、博導。中國科學院院士、俄羅斯科學院外籍院士、美國國家工程院外籍院士、亞太材料科學院院士、東盟工程與技術科學院外籍院士、巴基斯坦科學院外籍院士、歐亞科學院院士。

解令海，南京郵電大學材料科學與工程學院副院長、光電材料研究所所長，教授、博士生導師。國家優(yōu)秀青年科學基金獲得者、教育部新世紀優(yōu)秀人才、江蘇省有突出貢獻中青年專家、江蘇省“333工程”第二層次中青年領軍人才、江蘇省“六大人才高峰”創(chuàng)新人才團隊帶頭人、江蘇省高等學校優(yōu)秀科技創(chuàng)新團隊帶頭人。

林進義， 博士，現(xiàn)任南京工業(yè)大學柔性電子（未來技術）學院教授、博士生導師，2014年在南京郵電大學獲得信息材料博士學位，師從黃維院士和解令海教授。

論文速覽

網格化（gridization）是一種新興的分子集成技術，其能夠通過精確的連接產生多功能有機半導體。雖然芴醇的Friedel-Crafts網格化是有效的，但是芴分子之間的直接連接提出了挑戰(zhàn)。

本論文報道了一種基于芴的C-H-活化的非手性Pd-PPh₃催化的非對映選擇性(> 99:1 d.r .)，以產生二聚和三聚風車狀納米網格（DWGs和TWGs）。這些非共軛的立體納米網格表現(xiàn)出分子內多重H···H相互作用，具有較低的場位移至8.51 ppm和高發(fā)光不對稱因子（|g_PL| = 0.012）。

研究中發(fā)現(xiàn)，基于cis-trans-TWG1發(fā)光體的非摻雜有機發(fā)光二極管（OLEDs）展示了約386 nm的紫外電致發(fā)光峰值（CIE: 0.17, 0.04），并達到了4.17%的最大外部量子效率，這在基于烴類化合物的非摻雜紫外OLED中創(chuàng)下了最高記錄，并且是首次基于大環(huán)化合物的紫外OLED。這些納米烴類化合物為紫外發(fā)光光電子應用提供了潛在的納米支架。

圖文導讀

圖1：網格化策略和納米網格結構，包括風車型納米網格的合成路徑和立體異構體。

圖2：C-H活化網格化的產率分布和不同取代基對TWGs產率及選擇性的影響。

圖3：TWGs形成機理的圖解，包括理論計算中間態(tài)的能量對比和¹H NMR譜圖。

圖4：TWGs和DWGs的結構表征和非共價相互作用分析。

圖5：烴類化合物納米網格的紫外發(fā)射特性。

總結展望

本研究通過Pd-PPh₃催化的立體專一性C-H活化網格化策略，實現(xiàn)了高效合成具有紫外發(fā)光特性的納米網格。這些納米網格不僅展示了獨特的分子內非共價相互作用和高發(fā)光不對稱因子，而且在非摻雜OLED中實現(xiàn)了高效率的紫外電致發(fā)光。

這些發(fā)現(xiàn)不僅為設計新型的紫外發(fā)光材料提供了新思路，也為OLEDs技術的發(fā)展開辟了新方向。未來的工作將集中在這些納米網格在UV-OLEDs中的潛在應用上，以及通過系統(tǒng)優(yōu)化器件結構和摻雜策略進一步提高OLEDs的效率。

文獻信息

標題：C-H-activated Csp²-Csp³ diastereoselective gridization enables ultraviolet-emitting stereo-molecular nanohydrocarbons with multiple H···H interactions

期刊：Nature Communications

DOI：10.1038/s41467-024-48130-6