《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》報(bào)道我校有機(jī)室溫磷光材料通用設(shè)計(jì)策略研究的重要進(jìn)展
近日，我校費(fèi)林加諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家聯(lián)合研究中心的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。該成果近期以“Activating Room-Temperature Phosphorescence of Organic Luminophores via External Heavy-Atom Effect andRigidity of Ionic Polymer Matrix”為題，發(fā)表于國(guó)際著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.(DOI: 10.1002/anie.202108025)。
室溫磷光（RTP）是一種不同于熒光的發(fā)光現(xiàn)象，在防偽材料、分子開(kāi)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(wú)機(jī)或金屬-有機(jī)磷光體系相比，純有機(jī)RTP材料具有毒性低、成本低和可加工性好等優(yōu)勢(shì)。純有機(jī)RTP材料可以通過(guò)結(jié)晶誘導(dǎo)磷光機(jī)制獲得。近年來(lái)通過(guò)共聚等策略實(shí)現(xiàn)的無(wú)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(zhǎng)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(wú)需任何化學(xué)修飾來(lái)設(shè)計(jì)純有機(jī)磷光材料的構(gòu)建策略。
該策略利用了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RTP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(guò)外部重原子效應(yīng)促進(jìn)其系間竄越（ISC）過(guò)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(yáng)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(guò)程。也就是說(shuō)，染料激發(fā)三重態(tài)的產(chǎn)生和穩(wěn)定都通過(guò)同一個(gè)聚合物基質(zhì)實(shí)現(xiàn)了，從而誘導(dǎo)了其RTP。同時(shí)，本文也證明了這些摻雜材料均處于無(wú)定形態(tài)，這保證了所得材料的可加工性。本工作不僅為化學(xué)和材料科學(xué)工作者提供了一種設(shè)計(jì)磷光材料的便捷手段，也提供了研究三重態(tài)的一個(gè)有力工具。
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本研究的通訊作者為馬驤教授，第一作者為本科生嚴(yán)子昂（現(xiàn)已被錄取為華理直博生，師從田禾院士），該研究工作得到了田禾院士的悉心指導(dǎo)。研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目、國(guó)際合作重點(diǎn)項(xiàng)目、優(yōu)青項(xiàng)目和上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人等項(xiàng)目資金的支持。
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https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108025
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