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  基于同一分子實現高效率室溫磷光和光激活室溫磷光仍是一項艱巨挑戰，且主體材料對磷光性能的影響機制亟待闡明。福建師范大學黃維教授、蔡素芝副教授與南京工業大學安眾福教授提出一種創新策略：通過將芳香雜環衍生物摻雜到不同聚合物中，成功實現了高效率和光激活室溫磷光（圖1）。選擇噻吩-2,5-二羧酸（TDA）、呋喃-2,5-二羧酸（FDA）、4-氧代-1,4-二氫喹啉-3-羧酸（ODA）及其衍生物作為客體分子。值得注意的是，與粉末狀態相比，這些客體分子在聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）和聚丙烯酸（PAA）中的磷光效率均顯著提升（圖2），室溫下絕對磷光效率最高可達66.2%（圖4）。理論計算與對照實驗表明，這種高效磷光源于促進系間竄越與降低非輻射躍遷的協同增強效應（圖3）。有趣的是，當TDA、FDA或ODA摻雜到聚（N,N-二甲基丙烯酰胺）（PDMA）或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）中時，經紫外光激活后磷光強度與壽命均急劇增加，其中，摻雜1 wt.% ODA的PVP薄膜的磷光壽命從1.2 ms延長至578.6 ms（圖5）。此外，TDA摻雜的PAM粉末表現出時間依賴性多色超長室溫磷光發射，余輝顏色從亮綠色漸變至深藍色（圖2）。通過改變客體分子，可實現深藍到綠色的多色高效室溫磷光發射。基于高效、多色發射與光激活特性，這些主客體體系已成功應用于多色顯示和高級信息存儲領域，為開發基于相同客體的高效率和光激活室溫磷光聚合物奠定了理論基礎。

  該工作以“Host-Dependent Tunable Phosphorescence Based on Aromatic Heterocyclic Derivatives: Highly Efficient and Photo-Activated Ultralong Organic Phosphorescence”為題發表在《Advanced Materials》上。文章第一作者是福建師范大學碩士生楊環宇和博士生王躍飛。該研究得到國家自然科學基金和福建省自然科學基金的大力支持。

圖1通過調控芳香雜環摻雜主體，實現高效率和光激活超長室溫磷光設計理念

圖2將TDA、FDA、ODA摻雜到PAM后的光物理性質

圖3實現高效率室溫磷光的發光機理

圖4將TDM、FDM、ODM摻雜到PAM后的光物理性質

圖5將TDA、FDA、ODA摻雜到PDMA或PVP后的光物理性質

圖6高效率多彩室溫磷光聚合物在多彩顯示等方面的應用

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202503550