短波紫外非线性光学（NLO）晶体是支撑全固态激光器实现频率转换的核心功能材料，其研究核心在于对结构基元在晶体结构堆积过程中的调控，进而实现关键光学性能的调控优化与协同均衡，包括倍频效应、双折射率和光学带隙等。平面型π共轭结构基元（如[BO₃]^3–、[CO₃]^2–、[NO₃]^–和[B₃O₆]^3–）是产生二阶倍频响应的重要来源，其共面排布与堆积方式直接决定晶体的光学各向异性，即Δn的大小。目前相关研究多集中于刚性π共轭基元化合物，这类材料在晶体堆积过程中，π基元的共面性受金属配位多面体构型、阴离子间键合作用等多种结构因素共同制约，而现有研究对各因素的调控机制往往多依赖经验判断，难以同时实现宽带隙、强倍频效应与适中双折射的综合最优性能。

针对关键光学性能连续可调这一挑战性难题，武汉纺织大学陈玲教授团队提出新思路：采用由脂肪链结构连接羧基与胍基两个π共轭单元的胍基丙酸（GP⁺）柔性基元，设计并构筑短波紫外非线性光学晶体。研究表明，在该体系中可通过调控抗衡阴离子X⁻的尺寸大小（Cl⁻ < Br⁻ < [HSeO₃]⁻ < [NH₂SO₃]⁻），实现二维晶体层间距的连续可控调节（从3.14 Å增至3.69 Å），更为关键的是，层间距的变化可直接影响胍基丙酸离子中脂肪链的折叠构型，进而诱导其羧基与胍基两个π共轭平面之间的二面角发生连续改变，实现从近平面的175°逐步调节至65°。随着π共轭基团共面性的系统性变化，该系列材料的双折射率（Δn）可在0.20到0.11范围内的调节。此项研究以抗衡阴离子尺寸为结构调控手段，成功实现胍基丙酸基元构象由近平面向非共面的连续转变，进而使体系的的双折射率、带隙及倍频性能同步实现连续可调。其中氨基磺酸盐晶体(C₄H₁₀N₃O₂)(NH₂SO₃)（GPMS）兼具宽带隙（5.63 eV）、适中双折射率（Δn = 0.11）和大倍频响应（3.3 × KDP），具有很好的短波紫外NLO晶体应用前景。该研究为NLO晶体材料和其它光学材料的结构调控设计提供了重要参考。

近日，该成果以“Anion Size-Dependent Conformational Folding of Guanidinopropionate: Enabling Tunable Birefringence and Balanced Second-Harmonic Generation Performance”为题发表于Angewandte Chemie International Edition（链接：doi.org/10.1002/anie.3114156）。武汉纺织大学是唯一通讯署名单位，第一作者是纺织新材料与先进加工全国重点实验室24级硕士研究生蒋思骞，通讯作者是王雪飞、吴立明和陈玲教授。