材料研究学报

华东理工:有机室温磷光材料通用设计策略研究 

来源:材料研究学报 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-07-15

近日,华东理工大学费林嘎诺贝尔奖科学家联合研究中心田禾院士和马翔教授团队,利用离子聚合物的外部重原子效应,设计了一种掺杂纯有机化合物,刚性离子键网络。室温磷光 (RTP) 系统构建了一种通用策略,可以直接从传统荧光染料设计磷光材料,无需化学修饰。该成果近日以题为“Activating Room-Temperature Phosphorescence of Organic Luminophores via External Heavy-Atom Effect and Rigidity of Ionic Polymer Matrix”发表在国际知名期刊Angew上。化学国际。埃德。 (DOI:10.1002/anie.202108025)。

室温磷光 (RTP) 是一种不同于荧光的发光现象。它在防伪材料、分子开关和生物成像等领域有着广泛的应用,受到了广泛的关注。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、加工性好等优点。通过结晶诱导磷光的机理可以获得纯有机RTP材料。近年来,通过共聚等策略实现的非晶RTP材料在一定程度上避免了晶体材料生长条件严格和重复加工的缺陷。然而,上述大多数方法都需要复杂的分子设计和复杂的合成方法。有机发光材料领域迫切需要设计一种无需任何化学修饰的直接从现有荧光染料构建纯有机磷光材料的构建策略。

该策略使用具有外部重原子效应和刚性网络的离子聚合物基质(PAB),构建了一个新型掺杂RTP系统。 PAB具有溴离子,掺入其中的染料被激发后,可以通过外部重原子效应促进系统间交叉(ISC)过程,从而诱导其激发三重态的产生。同时,溴化物阴离子还与聚合物骨架上的季胺阳离子形成刚性离子键网络,从而抑制荧光粉的非辐射跃迁过程。换句话说,染料激发三重态的产生和稳定是通过相同的聚合物基质实现的,从而诱导其RTP。同时,本文也证明了这些掺杂材料处于非晶态,保证了所得材料的可加工性。这项工作不仅为化学和材料科学家设计磷光材料提供了方便的手段,而且为研究三重态提供了有力的工具。

本研究通讯作者为马翔教授,第一作者为本科生闫子昂(现为华立博士研究生,师从田禾院士)。这项研究工作得到了田和院士的悉心指导。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、优秀青年项目和上海市优秀学术带头人的支持。

来源:华东理工大学

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108025

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