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  近年來，具有先進光學性能的有機功能材料因其在發光二極管、太陽能電池甚至疾病診斷和治療等方面的廣泛應用備受關注。因此，如何通過一些簡單、易行的通用策略來改善有機功能分子的光學性質就成為了該領域的一大研究熱點。近日，劉斌教授團隊在《Modulating the Optical Properties and Functions of Organic Molecules through Polymerization》一文中介紹了一些通過聚合調節有機分子光學性質和功能的相關內容，點明聚合技術在高性能光學材料設計中帶來的新機遇。

  文章由雅布隆斯基能級圖(圖1)出發，介紹了一些常見的有機光功能材料的機理，并從中指出調節功能分子單重激發態和三重激發態之間的躍遷是改善有機分子相應光學性質的一種重要途徑。與小分子相比，聚合物往往擁有更多的系間竄越和反系間竄越通道，因此在理論上單重激發態和三重激發態之間的躍遷在聚合物中會更加有效。基于此，通過合理設計，聚合物有望獲得更加優異的光學性能。

圖1 光敏劑、RTP材料和TADF材料的作用機理及聚合效果

  接下來，文章介紹了聚合過程如何對多種不同類型有機分子的光學性質和功能進行調節。與小分子相比，共軛聚合物聚合后加長共軛長度，使聚合物表現出吸收和發射波長的紅移；通過增強的系間竄越過程，共軛聚合可以增強光敏劑的光敏效應，以提升其相應的光動力治療效果或光催化效率；交聯聚合實現一個剛性的微環境以穩定三重態激子，產生室溫磷光；共軛聚合還可以增強反系間竄越過程，以產生熱活化延遲熒光；在共軛體系中，聚合還可以增加單體之間的空間共軛效應，以產生聚合誘導發光的效果。

  在文章的結尾，作者對可通過聚合調節的其它光學性能(如光熱效應)進行了初步預測，并指出了該領域一些值得進一步研究的方向，包括聚合物類型、聚合物的缺陷和聚合物結構與分子量對光學性能的影響等等。

  文章于2021年8月在線發表于《Materials Horizons》（Wenbo Wu* and Bin Liu*, “Modulating the Optical Properties and Functions of Organic Molecules through Polymerization”, 2021.）。其通訊作者為新加坡國立大學的劉斌教授，第一作者和共同通訊作者為天津大學的武文博教授。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1039/D1MH01030A