有機室溫磷光材料研究獲進展

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近日，華東理工大學化學與分子工程學院、費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心田禾院士、馬驤教授團隊在室溫磷光材料構建方面取得新進展，相關成果分別在《美國化學會志·金》和《材料研究述評》上發表。

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多功能聚合物實現特殊室溫磷光性能。華東理工供圖

室溫磷光材料由于其獨特的光物理性質，如大斯托克斯位移、長發光壽命等而得到廣泛關注。然而，純有機化合物的自旋軌道耦合(SOC)作用一般較小，系間竄越(ISC)過程較弱，這使得純有機磷光團的設計和性能調控具有較高的難度和挑戰性。

基于此，研究人員提出并論證了一種新的增強ISC策略。與現有用重原子、雜原子或羰基修飾分子骨架來促進SOC不同，該工作通過分子設計來降低熒光輻射躍遷速率常數，從而提高ISC產率。在該研究中，目標化合物的前線軌道分布與甲氧基的取代位置有關。隨著取代基位置的變化，這些化合物的躍遷逐漸由亮態轉變為暗態，并將化合物的發光由熒光發射轉換為磷光發射。這項工作為設計高效室溫磷光材料提供了一種全新策略。該成果以《利用暗態實現高效發光室溫磷光染料的構建》為題發表于《美國化學會志·金》。

鑒于在有機室溫磷光材料領域取得的系列重要研究成果，團隊受邀在《材料研究述評》發表了綜述論文，總結了團隊在基于聚合物基質室溫磷光的最新研究進展。首先展示了摻雜、共價連接和超分子作用的室溫磷光聚合物制備方法及其出色的室溫磷光性能。其次介紹了增強聚合物室溫磷光的兩種高效手段：一是通過氫鍵橋、主客體包結、交聯等手段協同增強聚合物剛性；二是利用聚合物主體對客體的外部重原子效應，偶極-偶極相互作用以及靜電和擴散相互作用來提高ISC速率。最后，由于聚合物越趨多樣化和功能化，聚合物室溫磷光體系被賦予各種特殊發光現象，如光活化、激發波長依賴性、光致變色、圓偏振和刺激響應。聚合物在室溫磷光體系中的功能和發展趨勢，為設計更高性能的RTP材料提供有益的指導。

相關論文信息

https://org/doi/10.1021/jacsau.3c00268