分子間的給體-受體（D-A）體系通過非共價相互作用構建的熱活化延遲熒光（TADF）材料，不僅可以避免復雜的合成過程，而且還可以實現較小的單重態-三重態能隙（ΔEST），從而促進反向系間竄越（RISC）過程。超分子TADF（STADF）材料通過主客體復合物之間相互作用來構建分子間的D-A體系，具有優異可調的發光性能。這得益于將超分子策略引入發光體系，能夠通過調控分子間的非共價相互作用，從而使其發光性能實現靈活調控。而且這類材料因其便捷的合成、優異的顏色可調發光性質、可控的響應性能以及在光電器件、有機閃爍體和信息加密等領域的應用，近年來受到持續關注。更重要的是STADF材料在檢測領域也具有潛力，其優勢體現于：1）大環主體與客體分子間的電荷轉移作用可對環境變化產生靈敏的響應，從而提高檢測的靈敏度；2）大的斯托克斯位移使得在檢測過程中具有顯著的顏色變化，可以同步提升靈敏度與視覺分辨度；3）高激子利用效率可以顯著增強材料的光致發光量子產率；4）長壽命發光性質還可有效抑制短壽命背景噪聲的干擾。雖然STADF材料在檢測領域具有潛在用途，但是目前尚沒有STADF材料在檢測中應用的報道。
近日，中國科學院化學研究所陳傳峰、韓瑩團隊報道了一種基于杯[3]二氫吖啶與受體鍵連聚合物的新型STADF材料GPs@C[3]A，其可利用發光顏色變化機制對痕量苯進行快速可視化檢測，檢測限量可低至3.5 mg/L。此外，GP1@C[3]A還可進一步制備成可視化且便捷的檢測試紙，用于環己烷中的苯含量的檢測。
首先杯[3]二氫吖啶（C[3]A）與不同受體鍵連的聚合物（GPs），通過主客體絡合作用成功構建了新型多色STADF聚合物材料GPs@C[3]A。
圖1. GPs的合成路線
通過調節C[3]A的添加比例，可方便地調控GPs@C[3]A的多色TADF性質。特別是當C[3]A的添加比例為20%時，GP1@C[3]A材料展現出白色的發光性質。
圖2. GPs@C[3]A的光物理性質
基于C[3]A對苯分子與其對受體客體分子之間絡合力的差異性，實現了該材料在數秒內通過肉眼觀察便可對痕量苯蒸氣的檢測，檢測限低至3.5 mg/L，表明GPs@C[3]A可作為優異傳感材料用于痕量苯的快速檢測。
圖3. GPs@C[3]A對痕量苯的快速可視化檢測
此外，GP1@C[3]A還可制備成可視化且便捷的檢測試紙，用于檢測環己烷中的苯分子。該研究不僅為STADF材料在檢測領域的應用提供了創新思路，同時解決了苯檢測中靈敏度、選擇性和可視化協同提升的關鍵技術挑戰。
圖4. GP1@C[3]A對環己烷中痕量苯的可視化檢測
相關工作以題為“Supramolecular TADF Materials From Calix[3]acridan and Guest-Linked Polymers for Rapid and Visual Detection of Trace Benzene”發表在國際化學領域頂級學術期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。該工作的第一作者為韓瑩副研究員，通訊作者為韓瑩副研究員與陳傳峰研究員。該工作得到了國家自然科學基金、中國科學院先導項目以及中國科學院青促會的支持。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202508987
