近日，全国重点实验室陈玲教授团队在《结构化学》杂志上发表了题为“Regulating the Coplanarity of p-Conjugated Units through Hydrogen Bonding in FAHC2O4 and FAH2C3N3S3 Crystals”的研究论文（论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cjsc.2025.100714）。
《结构化学》(Chinese Journal of Structural Chemistry)由我国著名化学家卢嘉锡先生于1982年创办，在全球晶体学领域31种期刊中排名第一（1/31），在无机化学学科42种期刊中位列第四（3/42）。本论文为卢嘉锡诞辰110周年纪念特别邀稿，第一完成单位是武汉纺织大学纺织新材料与先进加工全国重点实验室，第一作者为纺织新材料与先进加工全国重点实验室专任教师杨义昌博士，通讯作者为陈玲教授和吴立明教授。该研究得到国家自然科学基金、武汉纺织大学，全国重点实验室的大力资助，特此感谢。
双折射晶体在光学器件、激光技术、光通信和光学显示等现代光学技术中发挥着重要作用。晶体的双折射率（Δn）越大，光束分离越显著，有助于实现更小的器件尺寸和更高的精度。平面p共轭基元由于其显著的电子结构各向异性，在双折射晶体材料设计中起着重要的作用，由于p共轭基元在晶体中的堆积方式会显著影响晶体的光学各向异性进而影响其双折射性能。为实现平面p共轭基元光学各向异性的最大化，如何调控它们在晶体结构中的共平面堆积是一个重要的科学问题。
为解决该科学问题，武汉纺织大学的陈玲教授团队于2025年基于平面p共轭离子晶体体系提出了调控结构基元共面性的氢键给-受体策略（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202417579），即选择合适的平面p共轭阳离子和阴离子分别作为氢键的给体和受体，研究发现：如果氢键给/受体之间能够形成3个以上的强氢键，将有利于p共轭基元共平面排列。根据该结构设计策略，设计合成了具有优异结构共面性的FAHC4O4晶体，该晶体表现出优异的双折射性能（0.568@546 nm，CCS Chem. 2025, 7, 1–11）。
在上述工作的基础上，通过氢键给-受体策略，该团队近期成功获得两例结构基元高度共平面的双折射晶体：FAHC2O4和FAH2C3N3S3（FA+：CH5N2+，甲脒离子）。FAHC2O4表现出较宽的带隙（4.20 eV），而FAH2C3N3S3由于基元中的硫原子，展现出较窄的带隙（2.96 eV）。这两种晶体在其各自材料类别中均表现出显著的双折射率： 0.275@546 nm和0.504@546 nm。X射线晶体结构数据和理论化学电子结构研究表明，其双折射性能源于π共轭结构基元以及高度共平面的结构。对FAHC2O4与FAH2C3N3S3的比较分析进一步证实，阳离子和阴离子氢键给受体间的氢键作用强度会直接影响结构基元的共面程度。这些发现将为氢键给-受体策略应用于高性能双折射材料的结构设计提供新的见解。
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