在过去的几十年中对花青染料J-聚集体结构和形态学的说明是一个非常活跃的研究领域。在这方面的研究最彻底的花青染料是pseudoisocyanine（简称PIC;参见图2）。因此，我们选择这个花青染料作为一个典型的例子来说明J-聚集体的结构和形态学方面的探索是如何发展的。最初我们是由吸收和荧光光谱法研究的PIC染料的聚集体结构。在1938年，Scheibe和Kandler已经对PIC氯化物溶液进行各项性质测量并得出结论：发现长聚集体的存在。他们提出聚集体具有硬币（Geldrollen）状结构，其中单体的长轴垂直于聚集方向。对于聚集过程，Scheibe提出二聚体的可逆的形成和其随后转化到更高的聚集体是与二聚体平衡的。Scheibe等还分析了荧光猝灭实验聚集体的长度，通过使用1,2-二羟基苯（邻苯二酚）作为猝灭剂，结果发现这取决于染料分子的浓度一猝灭剂分子，需要以猝灭103-106的荧光PIC染料分子。这一发现是在经含有高达百万染料分子可逆聚集形成的PIC分子的延伸链的角度来说明。在这些链中，激发能量在任何位置被吸收并直至猝灭剂分子被转移到任何其它位置。因此，Scheibe等人提出在一种能量转移的聚集超过数千染料分子应该是可能的。同时也得出结论，体长度随着染料浓度增加而增长，因此需要较少的淬灭分子降低更浓溶液的荧光。 PIC的染料J-聚集体被Scheibe等人发现，后来这个发现也称为共轭聚合物或被称为“超猝灭”为其他染料聚集体的发现提供了参考。2 PIC的结构及其在水中形成J-聚集体的紫外吸收光谱图

Scheibe和Kandler的流线二色性实验表明PIC J-聚集体在572 nm处的尖锐的吸收带是平行于偏振光聚合轴。根据这个结果Frster于1946年得出结论，在聚合的单体不垂直它们长轴线总方向但平行（倾斜）聚集的总方向。此外Scheibe还提出单体螺旋设置的相对于总轴线，这反过来又会导致旋光组件。86215

根据Frster的PIC骨料模型示意图所示的分子平面的倾斜的总方向和螺旋排列

灰色的双箭头表示跃迁偶极矩

通过对不同的花青染料晶体的X射线分析表明，染料分子是不平坦的，正如最初由沙伊贝等人提出的假定。取而代之的是，花青染料的两个喹啉环在508°的角度相对于彼此扭转。这个观察导致了为花青染料新的解释即花青染料的J-聚集体的光学活性，该CD效果由单体内扭转起源。根据沙伊贝等人的研究，酒石酸盐抗衡离子的阳离子的PIC聚集体的紧密结合得到非对映体配合物是偏相对待阻转异构体。论文网

在1970年，库珀通过在温度低于253度（图4）的PIC溴化物的溶液的温度依赖性吸收研究中观察到的J-谱带的分裂。几乎等于两个强度极其尖锐谱带的存在类似线在气相分子形光谱，而不是典型的带状溶液光谱。分裂是几乎在151 cm-1和频带的FWHM值是约50 cm-1在77K和30 cm-1在4 K。不同波长的J-谱带的激发导致的荧光强度的不同，不同比率的两个分裂J-谱带（图4的b）。因此有人建议，两个几何构型相关的J-聚集体不同的电子跃迁来研究荧光起源。

PIC溴溶液荧光光谱

2008年，加藤和他的同事通过在流动的溶液单个聚集体的荧光检测研究PIC J-聚集的形成过程。他们观察到大量的连续荧光信号是由每个20-100 PIC mesoaggregates的荧光分子发出，以及纤维形状，微米的长度和直径为2-3纳米的个体大团聚的脉冲信号。这些值与较早通过低温TEM研究获得的结果相一致。加藤和他的同事得出的结论是PIC J-聚集体的形成通过在溶液mesoaggregates的组装。此外大颗粒的核在整个形成过程中重新出现。

从上面论述看出，PIC聚集体的结构经常被提出讨论，并且提出用于PIC J-聚集多样的结构模型。在众多猜想中值得注意的是在早年提出的意见，在当时没有成熟的实验仪器的基础上做出的结论仍然有效。毫无疑问PIC聚集自组装成扩展的超分子聚合物在水溶液中，以及这些聚合物表现出强大的功能特性，特别是在宏观上激子的迁移。然而即使是高度复杂的NMR光谱和电子显微镜等可以运用的现在技术也不能确切地解决这些聚集体分子堆积的结构细节，因此许多所需的结构 - 性能关系仍然未知。 J-聚集体的研究现状和发展趋势:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_102425.html