黃維院士團隊：有機小分子的多彩長餘輝發光

2020-09-11 小材科研

長餘輝發光是指發光材料撤去激發光源後，仍能持續發光數秒至數小時的一種發光現象。長餘輝發光材料又俗稱「夜明珠」，被廣泛應用於夜間應急指示、儀表顯示、光電子器件以及國防軍事等領域。近年來，由於其具有長壽命、大的斯託克斯位移以及豐富的激發態性質被廣泛的應用於防偽、加密以及生物成像等前沿科學領域。隨著柔性電子的發展，短短幾年時間，具有長餘輝發光性質的有機「夜明珠」更加受到關注。科學家通過調控分子結構、晶體分子堆積等策略，基於不同發光材料結構，實現了長餘輝發光顏色調控。但該策略不僅操作複雜，而且不可控，具有一定偶然性。此外，如何在單一材料結構中實現多彩長餘輝發光也是該領域面臨的重大研究挑戰之一。

南京工業大學黃維院士團隊安眾福教授等前期發現，在單一組份有機晶體中的多重發光中心（分子態和聚集態）可賦予材料長餘輝多彩發光的動態調節（Nature Photonics, 2019, 13,406）。但如何在分子晶體中構築多重發光中心，尤其是分子態發光，仍然不清楚。

圖1：多彩有機長餘輝發光。（a）分子結構；（b）激發光依賴的長餘輝發光性質；（c）多彩長餘輝的防偽應用展示。

近期，他們基於一系列脲衍生物，從非共軛五元環到六元環，再到共軛的芳香類化合物，實現了有激發光依賴的長餘輝發光 （圖1）。隨著激發波長的改變，分子的長餘輝發光顏色逐漸從藍光向黃綠光紅移，形成了多彩的長餘輝發光。研究發現，在晶體結構中，分子結構越簡單，分子中各個原子越容易被周圍分子單元通過弱相互作用限制，越容易形成分子態和聚集體的多重發光中心，從而實現激發光依賴的多彩有機長餘輝發光。進一步，他們將這類材料應用於可視化紫外光探針和信息防偽領域。當用310 nm激發後，印刷圖案呈現藍光變色龍和綠色樹枝；當用365 nm激發後，變色龍呈現與樹枝一樣的綠色餘輝發光，展示了該類材料在防偽領域的應用前景。這項研究為開發應用於有機光電子、柔性電子領域的新型智能材料提供了新思路。這一成果近期在線發表在Science China Chemistry上（doi:10.1007/s11426-020-9761-x）

來源：中國科學化學

論文連結

https://link.springer.com/article/10.1007/s11426-020-9761-x

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