近日,yl9193永利、永利全国重点实验室黄维院士和谷龙教授所带领的团队在动态有机室温磷光材料领域取得了突破性研究进展,成功开发了具有可控的动态聚合物室温磷光材料,并展示了该类材料在动态智能余辉显示和多重防伪加密等领域的应用前景。相关成果以“Photosensitization-Controlled Dynamic Organic Room-Temperature Phosphorescence”为题,近期发表于高水平学术期刊Angewandte Chemie International Edition上。

图1 动态可控的室温磷光聚合物的设计思路与光学性质
有机室温磷光材料因其具有发光寿命长、激子利用率高、激发态性质丰富等特性,在信息加密、生物成像、高效显示以及国防军工等领域展现出广阔的应用前景。特别是,动态聚合物室温磷光材料凭借其优异的可逆性、快速响应特性以及易于调制等优势,为推动动态室温磷光材料的发展奠定了坚实基础。目前报道的动态聚合物室温磷光材料体系中,发色团同时承担双重角色:既作为磷光发射体,又作为三重态光敏剂参与氧猝灭过程。这种“双重角色”会导致室温磷光材料的动态过程不可控,以及磷光性能下降。因此,在保持磷光性能的同时,开发一种能够实现动态和可控的室温磷光材料是该领域面临的挑战之一。
针对这一科学难题,西北工业大学黄维院士与谷龙教授创新性地提出通过在聚合物体系中引入三重态光敏剂来构筑可控动态室温磷光的策略。其中,三重态光敏剂与磷光发色团功能分离,光敏剂通过光敏作用将聚合物基质中的三重态氧转化为单重态氧,有效地调控磷光发色团周围的氧浓度,实现了具有光激活时间可精确调控的和长寿命的动态聚合物室温磷光(图1a)。通过调节光敏剂的浓度,使聚合物的光激活时间可以在3秒到30秒的范围内精确调控(图1b和1c)。同时,相较于不含光敏剂的聚合物,引入光敏剂后的聚合物磷光寿命从558 ms延长到1017 ms(图1d)。该研究通过共聚/物理掺杂多种聚合物及替换光敏剂验证了策略普适性,并基于材料长寿命、动态可控以及易加工等特性,初步探索了材料在动态智能余晖显示和多重防伪加密等领域的潜在应用。
这一工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金以及中央高校基本科研业务费专项资金等项目的支持。
文章链接:https://doi.org/10.1002/anie.202512424
(作者:闪静祎 审核:王学文)