在紫外可调谐激光技能范畴，根据二次谐波产生效应的二阶非线性光学晶体资料因其在超高分辨率光刻、生物医学成像及精细微纳加工等战略工业中的核心作用而十分重视。这类资料的功用完成严厉依赖于非中心对称晶体结构的树立。但是，非中心对称晶型的可控组成长时间受限于结构基元间的杂乱相互作用。怎么打破热力学稳定相约束、定向捕获具有特定非线性光学活性的晶体资料，仍是当时非线性光学晶体资料范畴面对的一个极富应战的科学与技能难题。

  欧洲科学院院士、德国国家工程院院士、同济大学化学科学与工程学院张弛教授研讨团队以两种类型的p共轭平面基元为研讨目标，提出了一种pH调理次级键战略，成功研制了一组三例多晶型硝酸盐超分子(C2H5N4)(NO3) (α相、β相和γ相)，讨论并阐明晰多晶型硝酸盐超分子的构成和改变机制以及多晶型结构与非线性光学功能的相关性。相关研讨效果以“pH-Dependent Switching Between Nonlinear-Optical-Active Nitrate-Based Supramolecular Polymorphs”（根据硝酸盐的非线性光学活性超分子多晶型物之间的pH依赖性转化）为题宣布在世界化学与资料范畴尖端威望学术期刊之一《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)上，并被引荐为当期的封面论文以侧重报导。

  该研讨报导了一种根据“pH调控次级键相互作用”战略的新式超分子硝酸盐非线性光学资料系统。研讨团队经过将p共轭平面型有机阳离子（以杂环类衍生物为例）引进硝酸盐系统，成功完成了非中心对称晶型的可控结晶，从而取得可调控的非线性光学呼应。有别于传统无机硝酸盐的离子/共价键主导结构，该系统经过基团的高氮特性与硝酸盐构筑单元构成氢键网络。这种具有弱次级键特征的超分子拼装体在热力学稳定性与动力学可调性之间构成精妙平衡，使其晶体结构可以呼应pH外界影响产生多晶型改变。特别需求咱们来重视的是，有机-无机杂化系统兼具结构基元的长程有序性、面内明显的光学各向异性以及层间相互作用的动态可调性，为一起调控资料的线性/非线性光学特性供给了巨大的可能性。

  研讨团队还运用X射线单晶衍射技能与榜首性原理核算的多标准研讨办法，深入讨论并阐明晰溶液pH值对[C2H5N4]和[NO3]基元间次级键相互作用取向的调控机制。次级键相互作用方向主导着晶体基元的空间堆积形式——经过精准调控这些弱相互作用网络，可定向诱导生成非中心对称或中心对称的硝酸盐超分子晶型。在特定的pH溶液中，二维α相晶体经过氢键网络重构产生向β相的不可逆相变。两种非心相晶型显现出明显不同的倍频呼应和双折射，其归因于pH诱导构成的不同二维氢键层堆积方法。试验研讨显现，α相和β相表现出不同的倍频呼应((3.5×KH2PO4(KDP)) (α相)和1.0×KDP @ 1064 nm (β相))和双折射(0.069 (α相)和0.046 (β相) @ 546 nm)。该作业经过树立“次级相互作用-晶体对称性-光学呼应”的定量构效联系，为超分子非线性光学资料的多晶型定向规划供给了理论指导结构，一起关于创制研制新式高功能日盲紫外非线性光学晶体具有极端严重的科学含义和示范作用。

  张弛教授为论文通讯作者，吴超教授和韦广丰副教授为论文一起通讯作者，化学科学与工程学院博士研讨生夏巧、姜春波、张水兵、胡艺蕾和齐鲁为论文一起榜首作者，黄智鹏教授参加了相关研讨作业。该研讨作业得到了国家自然科学基金要点项目、教育部立异团队、科技部要点范畴立异团队、教育部-国家外专局高等学校学科立异方案和上海市教委科创方案要点项目等的支撑。