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中山大學洪煒教授/池振國教授等 Angew：單一磷光分子實現分級雙模式長余輝體系

2024-08-25 來源：高分子科技

開發具有顏色可調和多重響應的聚合物基長余輝材料，應用于防偽、柔性顯示、智能傳感和數據存儲等領域極具潛力。目前，基于發光體系的激活延遲熒光（TADF）和超長有機磷光（UOP）行為可實現單一的溫度響應性，實現多重響應的高效持久發光仍然具有挑戰。通常在單分子摻雜聚合物長余輝材料有體系中，由于低濃度的摻雜，客體分子被認為是以單分散態分布于聚合物基質中。但是，有機小分子在不同的“溶劑”環境中由于分子內和分子間作用力會產生H或J聚集態，進而改變其發光性能。

近日，中山大學的洪煒教授、池振國教授、鄧皇俊等，通過分子設計引入吡啶氮到咔唑環，可有效改變小分子聚集態的堆積方式。設計了一種全新的客體分子9H-pyrido[3,4-b]indole (PI2) 的分散態和J聚集態的共存聚合物基長余輝體系，基于PI2分散態和聚集態的不同TADF和UOP行為而產生的分級溫度依賴性和激發波長依賴性的余輝顏色變化，該體系還同時具有濕度響應性。與分散態相比，發光分子的J-聚集態表現出更低的S₁和T₁能級以及更低的TADF活化溫度。因此，該聚合物體系在聚集態和分散態下表現出兩步溫度依賴性余輝顏色，使得在390 nm激發下溫度超過333 K時余輝顏色從綠色變為藍色，在350 nm激發下溫度超過373 K時從靛藍變為紫色。據所知，這是基于有機余輝材料中發光分子J-聚集體的分級TADF/UOP雙模式的首次報道。此外，J-聚集體增強了PLQY，有效提高了余輝量子產率可達53.2%。對于J-聚集體控制的雙模式發射的理解，可以拓寬多響應可調色有機余輝材料的設計策略，為智能傳感器、信息存儲和防偽等領域提供新型有機長余輝材料。

圖1材料制備過程及分級雙模式機理

圖2 PI2分子J-聚集態存在的佐證

圖3 基于分級雙模式長余輝的多重響應性應用

該研究成果以“Hierarchical Dual-Mode Efficient Tunable Afterglow via J-Aggregates in Single-Phosphor-Doped Polymer”為題發表于Angewandte Chemie International Edition期刊，該論文的第一作者為中山大學博士生金隆明，通訊作者為中山大學洪煒教授和鄧皇俊博士(現五邑大學環境與化學工程學院專任教師)。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202410974

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（責任編輯：xu）

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