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吉林大学杨兵/刘海超团队 Adv. Mater.：基于功能基元组合策略的光响应动态有机室温磷光材料

时间：2023-10-15 来源： 浏览：

吉林大学杨兵/刘海超团队 Adv. Mater.：基于功能基元组合策略的光响应动态有机室温磷光材料

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作为材料科学的研究热点之一，纯有机室温磷光材料备受关注。不同于荧光材料，由三重态激子所主导的磷光光物理过程更为复杂，因而调控难度更大。如何简单、快速构建多光色、多功能、高效率的纯有机室温磷光材料一直面临巨大挑战。

图1：功能基元组合策略快速构建多色纯有机室温磷光
近日， 吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室 杨兵教授 、 刘海超助理教授 团队 开发了一种用于简便构建多色纯有机室温磷光材料的功能基元组合策略 。 与传统思路不同，该策略不再着眼于对三重态激子的直接复杂调控，而是另辟蹊径，将调节三重态能级和提高三重态激子产率这两个关键问题分开解决。通过简单的一步反应，将具有不同光色和不同电子性质的发光单元与噻蒽单元结合，利用噻蒽单元的“折叠诱导自旋轨道耦合增强”大大提升分子的系间窜越能力进而提升三重态激子产率；而发光单元本身则起到发光核心的作用，主导目标分子的磷光辐射过程，决定目标分子的磷光光色和寿命。
图2：光响应多色动态室温磷光材料用作防伪标签、“4D”加密以及共混聚合物相分离分析
该研究团队利用这一策略成功构筑了三种纯有机磷光小分子，分别具有红、黄、绿三色各异的高效磷光发射。得益于UVA（320–400 nm）波段的强吸收特性以及与基态氧气之间的有效能量转移，这类分子均表现出优异的光响应特性，在365 nm光源的持续照射下逐渐展现出颜色各异的明亮室温磷光。得益于这类材料的鲜明特色，团队在防伪标签、时间-颜色依赖的“4D”加密以及共混聚合物的可视相分离分析等方面进行了创新探索。该工作以“Photo-Responsive Dynamic Organic Room-Temperature Phosphorescence Materials Based on a Functional Unit Combination Strategy”为题发表在《Advanced Materials》上（Adv. Mater. 2023, 2306784. ）。文章第一作者是在读博士生 杨志强 。该研究工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的支持。
图3：材料的光响应过程
该工作是团队近期在纯有机室温磷光领域取得的最新成果之一，近年来，团队一直致力于从纯有机室温磷光的深层原理出发，发展构建纯有机室温磷光材料的新策略和新方法。2018年，团队首次提出了折叠诱导自旋轨道耦合增强概念（Mater. Chem. Front., 2018, 2, 1853-1858）；2022年，团队借助理论模拟深入揭示了折叠诱导自旋轨道耦合增强的内在机理（J. Phys. Chem. Lett. 2022, 13, 6, 1563–1570）；2023年初，团队借助金刚石对顶砧从实验上观察到折叠角度的微小变化对材料磷光性质的巨大影响（Chem. Sci., 2023, 14, 2640-2645）。利用折叠诱导自旋轨道耦合增强机制，团队现已构建出丰富的材料体系，并在氧气传感等领域探索了创新性应用（Adv. Optical Mater. 2022, 10, 2102814）。
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原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202306784
来源：高分子科学前沿
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