共轭多孔柔性材料的动态客体包裹

Guest encapsulation in conjugated microporous polymers creates unique physical and chemical properties, with wide applications in luminance, sensing and photocatalysis. This area has been the frontier of materials design area. Rational analysis of internal mechanism and external properties, is one of the significant strategy of designing new functional materials. This proposal uses computational chemistry to study the dynamic behavior of conjugated microporous polymers for the first time, explores the orientation and energy of encapsulated guest confined by the three-dimensional micropore, proposed the novel relationship between dynamic behavior and guest encapsulation. Density functional theory, molecular dynamics and configurational bias Monte Carlo method will be used to construct microporous polymer-guest molecule complex and explore dynamic behavior of the backbone. Mechanism within the micropore as well as external dynamic behavior of the backbone will be investigated. This study will be important theoretical base for designing new microporous materials and new guest molecules experimentally.

共轭微孔材料包裹客体分子而产生的奇特物理化学效应，在发光、传感和光催化具有广泛的应用价值，相关研究已成为当前材料研究领域的重要前沿。理性分析内在机制与外在性质，是有效设计新的功能材料的重要策略之一。 本申请首次利用计算化学的方法研究共轭微孔材料的柔性，探索客体分子被限制在三维动态微孔的取向及能量， 创新性地提出柔性与内在客体分子包裹的相互关系。拟通过密度泛函方法、分子动力学方法、及构型偏爱蒙特卡洛方法，构建共轭微孔材料-客体分子模型、发掘主链的动态特性，研究客体分子在微孔内的内在机制，以及微孔材料的外在柔性。 此研究突破将为设计新型共轭微孔材料及新型客体分子提供重要的理论依据。

共轭微孔材料包裹客体分子而产生的奇特物理化学效应，在发光、传感和光催化具有广泛的应用价值，相关研究已成为当前材料研究领域的重要前沿。理性分析内在机制与外在性质，是有效设计新的功能材料的重要策略之一。本申请首次利用计算化学的方法研究共轭微孔材料的柔性，探索客体分子被限制在三维动态微孔的取向及能量， 创新性地提出柔性与内在客体分子包裹的相互关系。本项目通过密度泛函方法、分子动力学方法、及构型偏爱蒙特卡洛方法，构建了共轭微孔材料-客体分子模型、发掘了主链的动态特性，研究了客体分子在微孔内的内在机制，以及微孔材料的外在柔性。重要结果及关键数据包括设计了新型具有高导电性的二维自由基共轭微孔高分子，电子转移速率高达4*10(15)S(-1)。研究了共轭微孔分子的动态客体（抗体分子）的包裹机制,探索了阿莫西林等抗体分子在交叉，错位等构型的包裹机制。此项研究在导电高分子，异相催化，柔性材料领域有广泛的应用前景。