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華理費(fèi)林加諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家聯(lián)合研究中心田禾、馬驤團(tuán)隊(duì)在室溫磷光材料構(gòu)建方面取得新進(jìn)展

來源：華東理工大學(xué)      2023-08-30
導(dǎo)讀：近日，華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院費(fèi)林加諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家聯(lián)合研究中心田禾院士、馬驤教授團(tuán)隊(duì)在室溫磷光材料構(gòu)建方面取得新進(jìn)展，相關(guān)成果分別在美國化學(xué)會(huì)重要期刊JACS Au和Accounts of Materials Research（《材料研究述評》）上發(fā)表。
近年來，室溫磷光材料由于其獨(dú)特的光物理性質(zhì)，如大斯托克斯位移、長發(fā)光壽命等，而得到了廣泛的關(guān)注。然而，純有機(jī)化合物的自旋軌道耦合(SOC)作用一般較小，系間竄越(ISC)過程較弱，這使得純有機(jī)磷光團(tuán)的設(shè)計(jì)和性能調(diào)控具有較高的難度和挑戰(zhàn)性?；诖?，田禾院士、馬驤教授團(tuán)隊(duì)提出并論證了一種新的增強(qiáng)ISC的策略。與現(xiàn)有的策略不同，該工作中ISC產(chǎn)率(ΦISC)的提高是通過分子設(shè)計(jì)來降低熒光輻射躍遷速率常數(shù)(kF)，而不是通過用重原子、雜原子或羰基修飾分子骨架來促進(jìn)SOC來實(shí)現(xiàn)的。在該工作中，目標(biāo)化合物的前線軌道分布與甲氧基的取代位置有關(guān)。隨著取代基位置的變化，這些化合物的S0→S1躍遷逐漸由亮態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘祽B(tài)，并伴隨著kF的減小和ΦISC的增大。通過調(diào)節(jié)kF成功地將化合物的發(fā)光由熒光發(fā)射轉(zhuǎn)換為磷光發(fā)射。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)高效的室溫磷光材料提供了一種全新的策略。該成果以“Switching Singlet Exciton to Triplet for Efficient Pure OrganicRoom-Temperature Phosphorescence by Rational Molecular Design”為題發(fā)表于JACS Au (2023, 3, 7, 1835-1842)。

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鑒于在有機(jī)室溫磷光材料領(lǐng)域取得的系列重要研究成果，團(tuán)隊(duì)受邀在《材料研究述評》（Acc.Mater. Res. 2023）發(fā)表了綜述論文，總結(jié)了團(tuán)隊(duì)在基于聚合物基質(zhì)的室溫磷光的最新研究進(jìn)展。首先展示了摻雜、共價(jià)連接和超分子作用的室溫磷光聚合物制備方法及其出色的室溫磷光性能。其次著重介紹了增強(qiáng)聚合物室溫磷光的兩種高效手段：一是通過氫鍵橋、主客體包結(jié)、交聯(lián)等手段協(xié)同增強(qiáng)聚合物剛性；二是利用聚合物主體對客體的外部重原子效應(yīng)，偶極-偶極相互作用以及靜電和擴(kuò)散相互作用來提高ISC速率。最后，由于聚合物越趨多樣化和功能化，聚合物室溫磷光體系被賦予各種特殊發(fā)光現(xiàn)象，如光活化、激發(fā)波長依賴性、光致變色、圓偏振和刺激響應(yīng)。聚合物在室溫磷光體系中的功能和發(fā)展趨勢，為設(shè)計(jì)更高性能的RTP材料提供有益的指導(dǎo)。
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“博新計(jì)劃”獲得者、博士后馬良偉為該JACS Au論文的第一作者，馬驤教授為通訊作者；特聘副研究員丁兵兵博士作為第一作者撰寫了Acc. Mater. Res.綜述論文，馬驤教授和田禾院士為共同通訊作者。相關(guān)研究工作得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家杰出青年科學(xué)基金、國際合作重點(diǎn)項(xiàng)目、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人項(xiàng)目、博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃、博士后科學(xué)基金會(huì)等項(xiàng)目資金的支持。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacsau.3c00268
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.3c00090


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