有機(jī)室溫磷光材料通用設(shè)計(jì)策略研究獲重要進(jìn)展

華東理工大學(xué)費(fèi)林加諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家聯(lián)合研究中心田禾院士和馬驤教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種利用離子型聚合物外部重原子效應(yīng)和剛性離子鍵網(wǎng)絡(luò)的摻雜純有機(jī)室溫磷光(RTP)體系，構(gòu)建了能直接從傳統(tǒng)熒光染料出發(fā)，不經(jīng)化學(xué)修飾設(shè)計(jì)磷光材料的普適策略。

室溫磷光是一種不同于熒光的發(fā)光現(xiàn)象，在防偽材料、分子開關(guān)和生物成像等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用并得到了廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的無機(jī)或金屬-有機(jī)磷光體系相比，純有機(jī)室溫磷光材料具有毒性低、成本低和可加工性好等優(yōu)勢。純有機(jī)RTP材料可以通過結(jié)晶誘導(dǎo)磷光機(jī)制獲得。近年來，通過共聚等策略實(shí)現(xiàn)的無定形RTP材料在一定程度上避免了晶態(tài)材料需要嚴(yán)格生長條件和重復(fù)加工方面的缺陷。然而，上述種種方法大部分都需要精巧的分子設(shè)計(jì)和復(fù)雜的合成手段。有機(jī)發(fā)光材料領(lǐng)域迫切需要直接從現(xiàn)有的熒光染料出發(fā)、無需任何化學(xué)修飾來設(shè)計(jì)純有機(jī)磷光材料的構(gòu)建策略。

該研究團(tuán)隊(duì)利用一種具有外部重原子效應(yīng)和剛性網(wǎng)絡(luò)的離子型聚合物基質(zhì)(PAB)，構(gòu)建了一種新型的摻雜室溫磷光體系。PAB具有溴離子，可以在摻入其中的染料受激發(fā)后通過外部重原子效應(yīng)促進(jìn)其系間竄越(ISC)過程，從而誘導(dǎo)其激發(fā)三重態(tài)的產(chǎn)生。與此同時(shí)，溴陰離子還與聚合物主鏈上的季胺陽離子形成了剛性的離子鍵網(wǎng)絡(luò)，從而抑制了磷光體的非輻射躍遷過程。也就是說，染料激發(fā)三重態(tài)的產(chǎn)生和穩(wěn)定都通過同一個(gè)聚合物基質(zhì)實(shí)現(xiàn)了，從而誘導(dǎo)了其室溫磷光。同時(shí)，研究人員也證明了這些摻雜材料均處于無定形態(tài)，這保證了所得材料的可加工性。

(來源：中國科學(xué)報(bào))