用于响应性空气-水界面的光开关表面活性剂：偶氮与芳基偶氮吡唑两亲物之比较

芳基偶氮吡唑（AAPs）作为偶氮衍生物的替代品，因其优异的性质——以高产率实现E/Z光异构化——而受到相当关注。为比较并量化其性能，我们合成了偶氮苯四乙基铵（Azo-TB）与芳基偶氮吡唑四乙基铵（AAP-TB）溴化物，并利用NMR光谱在体相（水）中进行了表征。在空气-水界面，振动和频生成（SFG）光谱与中子反射（NR）的互补信息详尽揭示了E/Z异构化的效应。在体相水中，两种表面活性剂双向E/Z转换的光稳态均>89%，非常相似，而其界面行为则显著不同。特别地，AAP-TB的表面过剩$\Gamma$在E/Z异构体间剧烈变化（最大变化$\Gamma$：2.15 $\mu$mol/m$^2$）；Azo-TB的变化仅适中（最大变化$\Gamma$：1.02 $\mu$mol/m$^2$）。SFG光谱分析表明，与共振振动带发生外差作用的强非共振贡献与$\Gamma$成正比，使得芳香C-H带可被解释为界面分子有序度变化的指示。将NR得到的$\Gamma$与作为浓度和E/Z构型函数的芳香C-H伸缩SFG振幅紧密比较，揭示AAP-TB发生了显著的分子有序度变化。相反，Azo-TB仅$\Gamma$变化而分子有序度不变。这些界面性质的差异归因于AAP中心分子结构可在空气-水界面促成有利的横向相互作用，形成紧密堆积的界面层，并在E/Z光异构化过程中发生显著变化。