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近日，华东理工大学化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心田禾院士和马骧教授团队在刺激-响应型有机室温磷光材料研究和有机室温磷光材料通用设计策略研究进展方面取得新进展，相关成果分别发表在Angew. Chem.Int. Ed.上。
刺激-响应型有机室温磷光材料研究进展
近日，华东理工大学化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心田禾院士和马骧教授团队，在纯有机室温磷光材料研究方面取得新进展，相关成果以“Reversible Multilevel Stimuli-Responsiveness and Multicolor RoomTemperature Phosphorescence Emission Based on a Single-Component System”为题，发表于著名期刊《德国应用化学》上（Angew. Chem.Int. Ed. 2022, e202206157) 。
刺激响应性的智能光学材料能对外界刺激，例如光、热、力、酸碱等做出响应，从而实现材料发光性能的变化，在防伪、生物成像、光电子器件中具有重要应用。纯有机室温磷光（RTP）材料相较于荧光材料具有更长的寿命和更大的斯托克斯（Stokes）位移，从而在某些特定的应用场景和领域有其独特的优势。开发出纯有机室温磷光响应的单组分材料体系至关重要，但是，近年来单组分智能室温磷光材料的报道却很少。
为了解决这一问题，研究团队报道了一系列外界刺激（力、热）响应的高效有机单组分室温磷光材料（N-BOX），调控该有机分子从晶态向非晶态的相转变，实现了在高效的短波长（蓝色）与长波长（黄色）室温磷光之间的可逆变化。其中，磷光量子产率（Fp）最高达到了68.4%。这项工作解决了刺激响应性材料一般是基于荧光且是多组分的问题，为设计单组分且具有多级刺激响应性的纯有机高效室温磷光材料提供了一个新思路。
外界刺激下N-BOX由于相转变在高效的蓝色RTP与黄色RTP之间的可逆变化示意图
该研究工作主要由化学与分子工程学院博士生宋金明在马骧教授的指导下完成，并得到了田禾院士的悉心指导。研究工作得到了国家自然科学基金委基础科学研究中心项目、国际合作重点项目、杰青项目和上海市优秀学术带头人等项目资金的支持。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202206157
有机室温磷光材料通用设计策略研究进展
近日，华东理工大学费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的田禾院士和马骧教授团队设计了一种利用离子型聚合物外部重原子效应和刚性离子键网络的掺杂纯有机室温磷光（RTP）体系，构建了能直接从传统荧光染料出发，不经化学修饰设计磷光材料的普适策略。该成果近期以“Activating Room-Temperature Phosphorescence of Organic Luminophores via External Heavy-Atom Effect andRigidity of Ionic Polymer Matrix”为题，发表于国际著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.(DOI: 10.1002/anie.202108025)。
室温磷光（RTP）是一种不同于荧光的发光现象，在防伪材料、分子开关和生物成像等领域有着广泛的应用并得到了广泛关注。与传统的无机或金属-有机磷光体系相比，纯有机RTP材料具有毒性低、成本低和可加工性好等优势。纯有机RTP材料可以通过结晶诱导磷光机制获得。近年来通过共聚等策略实现的无定形RTP材料在一定程度上避免了晶态材料需要严格生长条件和重复加工方面的缺陷。然而，上述种种方法大部分都需要精巧的分子设计和复杂的合成手段。有机发光材料领域迫切需要直接从现有的荧光染料出发、无需任何化学修饰来设计纯有机磷光材料的构建策略。
该策略利用了一种具有外部重原子效应和刚性网络的离子型聚合物基质（PAB），构建了一种新型的掺杂RTP体系。PAB具有溴离子，可以在掺入其中的染料受激发后通过外部重原子效应促进其系间窜越（ISC）过程，从而诱导其激发三重态的产生。与此同时，溴阴离子还与聚合物主链上的季胺阳离子形成了刚性的离子键网络，从而抑制了磷光体的非辐射跃迁过程。也就是说，染料激发三重态的产生和稳定都通过同一个聚合物基质实现了，从而诱导了其RTP。同时，本文也证明了这些掺杂材料均处于无定形态，这保证了所得材料的可加工性。本工作不仅为化学和材料科学工作者提供了一种设计磷光材料的便捷手段，也提供了研究三重态的一个有力工具。
本研究的通讯作者为马骧教授，第一作者为本科生严子昂（现已被录取为华理直博生，师从田禾院士），该研究工作得到了田禾院士的悉心指导。研究成果得到了国家自然科学基金委基础科学中心项目、国际合作重点项目、优青项目和上海市优秀学术带头人等项目资金的支持。
原文链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108025
来源：华东理工大学
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