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(jīng)調(diào)節(jié)可發(fā)出不同顏色的光，這使它們成為有機(jī)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(xué)院的化學(xué)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(lán)色光的分子，拓寬了并苯的應(yīng)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(guān)論文發(fā)表在《自然·化學(xué)》雜志上。

不同并苯發(fā)出紅、綠、藍(lán)、橙、和藍(lán)綠色的光（藝術(shù)圖）。圖片來源：何塞-路易斯·奧利瓦雷斯/麻省理工學(xué)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(dǎo)體和場效應(yīng)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(zhì)。

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(jī)化合物可以發(fā)出不同顏色的光來響應(yīng)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(zhì)。

使用這種方法，研究人員造出了能產(chǎn)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(xué)基團(tuán)的類型。

很多人體組織都會發(fā)出藍(lán)光，所以很難使用藍(lán)色熒光探針進(jìn)行成像。因此，紅色發(fā)光體在生物成像應(yīng)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(lǐng)域的應(yīng)用。這些并苯還可進(jìn)一步開發(fā)用于電視和計算機(jī)屏幕的發(fā)光二極管，比傳統(tǒng)LED更輕、更靈活，產(chǎn)生更明亮的圖像，消耗更少的電能。