Visible-light-triggered exclusive bistable E/Z photoswitching based on sterically frustrated dicyanostilbene derivatives

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作者
Huiqin Bi,Yanyu Zhao,Shengyong Deng,Xinwei Zhang,Peifa Wei
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:17 (1)
标识
DOI:10.1038/s41467-026-69516-8
摘要

Developing photoswitches with precise control over reaction pathways, visible-light responsiveness, and robust thermal stability remains a significant challenge in photoresponsive materials. Here we report a class of sterically frustrated dicyanostilbene-based molecular photoswitches that achieve exclusive, efficient, and robust visible-light-triggered E/Z photoisomerization in both solution and aggregated states. They function as bistable switches with thermal half-lives reaching up to 1817 years. Furthermore, their pronounced polarity and solubility differences between isomers, together with photofluorochromic behavior, enable facile separation, real-time switching monitoring, and photonic encryption demonstrations. Single-crystals and theoretical calculation elucidates the dual steric control mechanism: in solution, molecular distortion of the Z-isomer suppresses intramolecular photocyclization while stabilizing the Z-conformation to enable ultralong thermal half-lives; in the aggregated state, isolated and loosely packed molecules inhibit intermolecular photocycloaddition and concurrently provide the free volume required for isomerization. This work advances the design of bistable dicyanostilbene photoswitches, offering a versatile platform for green chemistry and smart materials.
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