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華東理工大學馬驤教授團隊 Adv. Mater.：基于生物基大環的高性能有機超長室溫磷光材料

2025-02-13 來源：高分子科技

有機超長室溫磷光（OURTP）材料憑借其卓越的性能，正逐漸成為眾多領域備受矚目的焦點。然而，當前的OURTP材料依然面臨著諸多亟待突破的瓶頸。一方面，晶體工程雖然能夠精確調控材料結構，但往往需要苛刻的制備條件; 另一方面，基于石油基聚合物的OURTP材料在可降解性和可循環性方面存在明顯缺陷，難以滿足當下對可持續發展的迫切需求。此外，生物基摻雜雖然引入了可再生資源的概念，但在發光性能的穩定性和強度上仍有待提升。在這樣的背景下，開發出兼具刺激響應性能、可持續性以及高性能的OURTP材料，已然成為該領域亟待攻克的重大挑戰。

圖1 基于γ-環糊精摻雜體系的構建及性能圖示

近期，華東理工大學馬驤教授團隊與上海市刑事科學技術研究院劉文斌研究員團隊合作，基于硼酸基化合物客體和生物質主體γ-環糊精（γ-CD），開發了一系列具有刺激響應性和全色可調的高性能生物基OURTP材料（圖1）。研究團隊通過切換不同的硼酸基化合物，實現了從藍光到紅光的全彩余輝（圖2c和圖3）。其中，TPB-CD材料在發光壽命和發光量子產率方面表現出色，其發光性能遠超已報道的生物基OURTP材料（圖2b）。此外，這些摻雜體系展現出多種刺激響應性能，包括光激活、機械響應、溫度響應、濕度響應和激發依賴性（圖4）。實驗表明，這些性能源于摻雜體系中氫鍵、主客體包結和共價交聯的協同作用（圖5）。這些多重刺激響應的高性能OURTP被成功應用于智能信息儲存器、信息重寫以及紫外光軌跡追蹤（圖6）。開發的高性能生物基OURTP材料，不僅在性能上取得了顯著突破，更在環保方面展現出獨特優勢。γ-環糊精作為一種生物質材料，具有可再生、可降解和環境友好等特點。這使得該系列材料在滿足高性能需求的同時，也符合可持續發展的要求，為未來高性能發光材料的研發提供了新的思路和方向。該工作以“High-Performance Organic Ultralong Room Temperature Phosphorescence Based on Biomass Macrocycle”為題，在Adv. Mater. 上在線發表（DOI: 10.1002/adma.202418506）。該研究工作得到了基金委基礎科學中心項目、國家杰出青年科學基金、國際合作重點項目、上海市優秀學術帶頭人項目、博士后創新人才支持計劃等項目資金的支持。

論文信息：Zhenyi He, Jinming Song, Chunli Li, Zizhao Huang*, Wenbin Liu*, and Xiang Ma*. High-Performance Organic Ultralong Room Temperature Phosphorescence Based on Biomass Macrocycle. Adv. Mater. 2025, 2418506.

原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202418506

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（責任編輯：xu）

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