純有機(jī)室溫磷光材料憑借其長壽命的發(fā)光、多樣化的設(shè)計(jì)和方便制備等特點(diǎn)有望在光電材料和生化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。華東理工大學(xué)田禾院士、馬驤教授科研團(tuán)隊(duì)在該研究領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，《德國應(yīng)用化學(xué)》近日以“Amorphous Pure Organic Polymers for Heavy-Atom-Free Efficient Room-Temperature Phosphorescence Emission”為題，在線報(bào)道了該團(tuán)隊(duì)在純有機(jī)室溫磷光材料領(lǐng)域的研究工作（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 10854-10858，原文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201803947）。
迄今為止，已報(bào)道的室溫磷光材料多數(shù)為無機(jī)物或含貴金屬的有機(jī)配合物，往往價(jià)格高昂且毒性較大，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)制備，因此急需發(fā)展制備純有機(jī)室溫磷光材料。純有機(jī)分子的三線態(tài)激發(fā)態(tài)很容易通過熱力學(xué)振動(dòng)等非輻射過程或接觸到猝滅因子如氧氣而失活，因而純有機(jī)體系很難產(chǎn)生長壽命且具有高效量子產(chǎn)率的室溫磷光發(fā)射。目前純有機(jī)室溫磷光體系的構(gòu)建大多集中于高度有序的晶態(tài)結(jié)構(gòu)或剛性基質(zhì)包埋材料，但此類體系在制備固體薄膜發(fā)光器件方面仍面臨諸如重復(fù)性不佳和加工過程繁瑣等問題，進(jìn)一步限制了該類材料的商業(yè)應(yīng)用。該研究工作中，研究團(tuán)隊(duì)通過將各種含氧官能團(tuán)取代的苯基磷光單體與丙烯酰胺簡單二元共聚，非常便捷地制備了一系列具有高效室溫磷光發(fā)射的無定形態(tài)聚合物材料。此類無定形態(tài)材料因其超長的壽命和高效的量產(chǎn)可以通過肉眼觀察到發(fā)光現(xiàn)象，并且值得注意的是，該工作中利用氧原子上孤對(duì)電子促進(jìn)的n–π*躍遷來提高系間穿越幾率，代替了該類體系中常見的鹵素重原子，實(shí)現(xiàn)了無重原子無定形態(tài)的室溫磷光發(fā)射。丙烯酰胺聚合物鏈之間的氫鍵交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)既能固定磷光團(tuán)來抑制其非輻射躍遷，也能提供微環(huán)境來隔絕猝滅分子，從而確保該體系能實(shí)現(xiàn)高效的室溫磷光發(fā)射。同時(shí)，由于體系中并未使用到鹵素重原子，使得三線態(tài)發(fā)光壽命大大增加，移除激發(fā)光源后發(fā)光現(xiàn)象仍可以持續(xù)5 s。該研究成果首次報(bào)道了無重原子無定形態(tài)純有機(jī)室溫磷光聚合物材料，制備方法新穎、簡便且通用，受到了期刊編輯和審稿人的高度評(píng)價(jià)（Top 5%），并被選為VIP論文和期刊內(nèi)封面報(bào)道。
田禾院士和馬驤教授為論文的共同通訊作者，指導(dǎo)碩士生徐超和博士生汪潔共同完成此項(xiàng)研究工作。近年來，國家優(yōu)秀青年基金獲得者馬驤教授在在基于超分子方法構(gòu)建有機(jī)發(fā)光（熒光和室溫磷光）材料領(lǐng)域取得了一系列重要進(jìn)展：基于環(huán)糊精主客體作用構(gòu)建具有多色（含白光）熒光發(fā)射的超分子體系（J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 13541）；純有機(jī)單分子多色（含白光）熒光發(fā)射體系（Chem. Sci., 2018, 9, 5709）；基于杯芳烴包結(jié)振動(dòng)誘導(dǎo)發(fā)光（VIE）客體分子構(gòu)建具有多色（含白光）發(fā)光的超分子體系（Adv. Opt. Mater., 2018, 6, 1800074）；純有機(jī)非晶態(tài)小分子高效室溫磷光發(fā)射材料（J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 1916）；具有濕度響應(yīng)的有機(jī)無機(jī)雜化熒光-室溫磷光雙發(fā)射功能膜材料（Ind. Eng. Chem. Res., 2018, 57, 2866）和題為“超分子策略構(gòu)建白光材料”的邀請(qǐng)綜述論文（Adv. Opt. Mater., 2018, 1800273）等。
該研究成果由田禾院士領(lǐng)銜的國家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目，以及基金委創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目和優(yōu)秀青年基金項(xiàng)目共同資助完成。