為一類特殊的有機光電材料，紫精類化合物是一種具有優異氧化還原特性的陽離子型有機分子。在施加電壓或光照條件下，可經歷兩步可逆的單電子氧化還原并伴隨著明顯的顏色變化。同時，紫精類化合物還能有效參與金屬離子的配位，因而其在電致變色、主客體識別、超分子自組裝、太陽能轉換和儲能材料等領域都有極為廣泛的應用。
但是，也因其共軛程度較低、能隙過大等問題極大地限制了此類材料在太陽能轉化和儲能相關光電領域中的應用。
針對上述問題，西安交通大學前沿研究院何剛教授課題組首次將鉍元素（Bi）引入紫精骨架中，成功制備了含鉍紫精衍生物，并將其命名為Bismoviologens。
所制備的含鉍紫精具有明顯優點：一是分子具有好的平面剛性結構，從而共軛程度提高，吸收紅移，能隙降低；二是鉍原子的重原子效應可以促進分子的系間竄越，進而穩定三重激發態并產生磷光特性，這也使得含鉍紫精成為首例具有磷光性質的紫精類衍生物。
此外，后續通過電致變色、CV、電化學光譜等一系列測試表明含鉍紫精在表現出磷光性質的同時依然保有紫精化合物固有的氧化還原性質。
基于上述特性，含鉍紫精被成功地應用于電致磷光變色器件和可見光誘導的交叉脫氫偶聯反應。
據團隊專家介紹，這一研究結果不僅大大拓展了紫精類衍生物的范圍，也為此類材料在磷光光電器件和可見光催化領域的應用奠定了堅實的基礎。
其相關該研究結果在新出版的以論文形式發表在《美國化學會志》上的同時，也被選為封面文章。
相關論文信息：https://doi.org/10.1021/jacs.0c12015