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  室溫磷光（Room Temperature Phosphorescence, RTP）因其獨特的延遲發光特性，近年來在信息加密、生物成像、光電器件等領域展現出廣闊的應用前景。然而，傳統有機磷光材料仍面臨諸多挑戰。其磷光壽命普遍較短，通常僅在毫秒至百毫秒量級，難以滿足高精度光學識別和長時間信息存儲的需求。此外，磷光發射極易受到外界環境的影響，尤其是氧氣、水分等猝滅劑的存在，會導致三重態激子快速失活，從而顯著降低發光效率與穩定性。

  與此同時，有機磷光分子在固態或聚集態下的結構調控難度較大，分子運動和非輻射躍遷的抑制效果有限，導致發光行為難以預測和優化。如何通過材料設計策略，構建具有長壽命、抗淬滅、結構可調的室溫磷光體系，成為當前研究的核心難題。

  近期，天津大學汪懷遠教授團隊通過將小分子客體限域于環氧樹脂主體網絡中，并巧妙利用 F-π 與 π-π 協同相互作用，成功制備出一種具有超長室溫磷光（URTP）性能的復合涂層。該材料在室溫下實現了長達 5.40 秒的磷光壽命，刷新了環氧樹脂體系中 URTP 壽命的記錄。同時，該涂層展現出可切換的磷光發射行為以及優異的表面性能，結合光激活印刷與熱擦除技術，有望用于開發可重復書寫的防偽標簽。其低表面能（15.85 mN·m^-1）和自清潔能力，進一步保障了信息的長期穩定存儲與高效隱藏。本研究為基于非共價相互作用的高性能、可擦除有機磷光材料的開發提供了新的思路，具有廣闊的防偽與信息安全應用前景。

  2026年2月4日，該工作以“Epoxy Network Hosts Confine Small Molecule Guests for Enhancing Phosphorescence Through F-π and π-π Synergistic Interactions”為題發表在《Advanced Functional Materials》上。文章第一作者是天津大學材料學院碩士研究生徐新月，通訊作者為天津大學材料學院朱艷吉老師。

圖1. 超長室溫磷光材料的設計理念。（a）先前超分子相互作用磷光材料與本研究所采用策略的比較；（b）三維交聯網絡中F-π和π-π協同作用增強磷光的示意圖。

圖2. Cor@PTADGE/PFG涂層的制備。（a）GMA、FMA和PFG的ATR-FTIR光譜；（b）PFG的¹H NMR光譜；（c）PFG的GPC曲線；（d）PTADGE、PFG和Cor@PTADGE/PFG涂層的ATR-FTIR光譜；（e）Cor@PTADGE/PFG涂層的XPS結果；（f） Cor@PTADGE/PFG涂層X射線光電子能譜碳 1s 譜；（g） Cor@PFG、Cor@PTADGE、PTADGE/PFG和Cor@PTADGE/PFG涂層的WCA和OCA；（h，i）Cor@PTADGE/PFG涂層表面的AFM圖像。

圖3. Cor@PTADGE/PFG涂層的光物理特性。（a）在365 nm紫外燈下，關閉紫外燈后拍攝的Cor@PTADGE/PFG、Cor@PTADGE和Cor@PFG涂層余暉照片；（b）基于環氧樹脂的有機余輝發光材料文獻比較；（c）Cor@PFG、（d）Cor@PTADGE和（e）Cor@PTADGE/PFG涂層的熒光和磷光發射光譜（λ = 365 nm）。（f）Cor@PFG、（g）Cor@PTADGE和（h）Cor@PTADGE/PFG涂層的磷光壽命衰減曲線（延遲1 ms）。

圖4. 磷光增強機制。（a）不同固化劑含量的Cor@PTADGE/PFG涂層磷光壽命衰變曲線（延遲 1ms）；（b）不同固化劑含量的Cor@PTADGE/PFG涂層（熱固化）的DSC曲線；（c）Cor@PFG、Cor@PTADGE和Cor@PTADGE/PFG的紫外可見光吸收光譜；（d）Cor，（e）HFA和（f）二聚體Cor-HFA的分子結構式及靜電勢分布圖；（g）Cor@PTADGE/PFG的分子動力學模擬；（h）HFA和Cor結合能計算。

圖5. 磷光增強機制。（a）Cor和（b）Cor-HFA的結構；（c）Cor和（d）二聚體Cor-HFA的優化分子構象和HOMO-LOMO軌道。（e）Cor的SOC常數和能級計算。（f）二聚體Cor-HFA的SOC常數和能級計算。

圖6. Cor@PTADGE/PFG涂層的防仿應用。（a）圖案構成圖示及Cor@PTADGE/PFG涂層防偽應用。（b）Cor@PTADGE/PFG涂層上二維碼和校徽余暉圖片。Cor@PTADGE/PFG涂層表面（c）自清潔，（d）污水滑動和（e）通過擦拭清理污水的照片；（f）不同溶劑中Cor@PTADGE/PFG涂層的余輝圖像；（g）Cor@PTADGE/PFG涂層浸泡在不同溶劑中前后的余輝時間。

  本研究通過構建三維交聯網絡，并引入F-π 與 π--π 協同相互作用，成功構建了一種多功能室溫磷光（RTP）體系Cor@PTADGE/PFG，其中磷光分子被有效限制在環氧樹脂基體中。這些分子間作用力在促進分子有序排列和增強電子離域效應方面發揮了關鍵作用，從而顯著提高了系間竄躍（ISC）的效率。三維交聯網絡不僅進一步抑制了分子的熱運動，還有效抑制了非輻射衰減路徑，實現了三重態激子的高效穩定，在室溫下獲得了長達 5.40 秒的 RTP 壽命。此外，PFG 共聚物的引入顯著提升了涂層的防污性能與自清潔能力，保證了材料在復雜環境條件下的長期穩定使用。研究清晰揭示了 F-π 與 π-π 協同相互作用對RTP的協同增強機制，為開發具備高性能和可切換發光行為的磷光涂層提供了合理的分子設計策略。

  原文鏈接：http://doi.org/10.1002/adfm.202530467