有机固态发光材料因其突出的光电性能和广泛的应用前景引起了越来越多的关注。研究过程中,人们逐渐意识到有机固态发光材料的发光性能与材料中分子聚集态结构存在着重要的联系。比如,大部分有机发光材料在溶液中与其聚集态(薄膜或晶体)的发光效率相比,后者有明显的降低。这是因为有机发光分子在聚集态时沿着长轴面对面的平行堆积,使得相邻分子间存在较强的偶极作用,最终导致聚集荧光淬灭。近半个世纪以来,有机材料固态发光行为的调节受到越来越多的科学研究者重视。在对有机固态发光材料发光行为的研究中:一方面,利用化学方法修饰分子的堆的积模式不仅能影响材料的发光效率还能调节其发光颜色;另一方面,最近,利用外界环境因素(压力,溶剂,温度)刺激改变聚集态分子堆积模式实现光物理性质(荧光颜色,发光亮度)调节,其在信息存储、传感器和防伪等方面有着广泛的应用。然而,通过压力控制堆积模式实现变色的材料种类稀少,数量有限,其根本原因在于对其变色现象形成的机理缺乏深入的了解。因此,研究分子的聚集态结构和光学性能的关系,制备刺激响应型荧光可调的材料是十分具有实际意义和挑战性的课题。本论文设计、合成了基于苯乙烯腈结构的有机固态发光小分子,着重研究外界环境因素(力,溶剂,温度)、分子聚集态结构及光物理性质之间的关联。论文首先设计、合成了一个棒形结构有机发光分子4,4’-二(α-腈基-4-苯丙氧基苯乙烯)联苯(Ben-DCSB)。对Ben-DCSB重结晶粉末进行研磨后,其发光颜色从蓝绿色变成黄绿色,荧光量子效率((φF)从52.7%变为38.7%,表明该化合物具有力致变色性质.扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和荧光寿命等测试结果显示,这种现象是由于外界环境的刺激改变了 Ben-DCSB在聚集态下的分子堆积结构。研磨后的样品暴露在溶剂蒸气(乙醇、二氯甲烷、四氢呋喃或丙酮)或在100℃下放置2 min又能转换回初始状态的蓝绿色荧光,表明化合物研磨后的样品具有气致和热致变色性能,且展现出可逆变色性能。对该化合物进行多次“力-溶剂蒸气刺激”和“力-热刺激”循环实验,结果显示其具有很好的荧光可逆转换性能。热分析结果显示化合物Ben-DCSB在194℃和212℃间存在向列相(纹影织构)的液晶态;其热分解温度为362℃,表明该化合物具有较好的热稳定性。在上述的研究基础上,又设计、合成了三个具有苯基或不同数量的二苯胺取代基的基于三苯乙烯腈结构的发光化合物Ph-TPCN,DPA-TPCN和2DPA-TPCN。引入二苯胺结构的三苯乙烯腈衍生物DPA-TPCN和2DPA-TPCN同时表现出AIE效应和可逆力致变色性能,而引入苯基的Ph-TPCN均无这些性能,以上结果表明这种扭曲结构基团的引入是使DPA-TPCN和2DPA-TPCN同时具有了AIE效应和力致变色性能的根本原因。XRD、SEM、时间分辨荧光光谱和DSC测试分析,结果显示分子聚集态的堆积模式的改变是力刺激下其光学性质(荧光光谱、荧光寿命和量子效率等)发生变化的根本原因;而研磨后的样品存在热力学亚稳态是其具有可逆性的根本原因。经热重分析表明化合物有不错的热稳定性(DPA-TPCN,Td= 349.6℃;2DPA-TPCN,Td = 416.5℃)。最后,利用suzuki偶联反应合成了具有三苯乙烯腈结构的化合物TPCN-OCH3,该化合物展现出多种颜色变化行为。化合物TPCN-OCH3通过两种不同的结晶方法分别得到蓝绿色晶体(TPCN-BG)和橘黄色晶体(TPCN-O),经PL光谱、SEM和XRD分析,结果表明这种单一化合物的多晶态现象是由于TPCN-OCH3分子聚集时其分子间的堆积方式不同。晶体TPCN-BG表现出可逆力致和气致变色,而TPCN-O均无此性质。尽管这两种可逆变色的形成原因都是由于聚集态的分子堆积方式的改变,但力致变色是在晶态和无定形之间转换,而气致变色是在两种不同的晶体间转变;热刺激TPCN-BG和TPCN-O,他们均展现热致变色性质,且经正己烷蒸气或热处理后荧光颜色均转换成蓝绿色。这种由两种晶型的晶体经热处理和溶剂蒸气后转换成与TPCN-BG—样的荧光颜色,经XRD测试表明其转变的原因是通过热刺激使原来的两种不同的晶态被破坏成无定形态,而这种无定形态经溶剂蒸气处理后能重新转换成TPCN-BG的堆积方式,而经DSC测试表明热刺激后的TPCN-BG和TPCN-O变成了热力学亚稳态,这种亚稳态的存在是使其具有可逆性的根本原因。除此之外,这种无定形态经不同的热刺激后能转换成两种晶态,即分别恢复为TPCN-BG和TPCN-O的堆积方式。这种具有多刺激响应荧光转换的多晶态化合物将有望成为传感器,存储等领域的候选材料。