福建師范大學黃維教授團隊 AM: 通過調(diào)控芳香雜環(huán)摻雜主體-實現(xiàn)高效率和光激活超長室溫磷光

2025-08-09 來源：高分子科技

基于同一分子實現(xiàn)高效率室溫磷光和光激活室溫磷光仍是一項艱巨挑戰(zhàn)，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(yè)大學安眾福教授提出一種創(chuàng)新策略：通過將芳香雜環(huán)衍生物摻雜到不同聚合物中，成功實現(xiàn)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(tài)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(xié)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(jīng)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(xiàn)出時間依賴性多色超長室溫磷光發(fā)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(xiàn)深藍到綠色的多色高效室溫磷光發(fā)射�；诟咝А⒍嗌l(fā)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(fā)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(fā)表在《Advanced Materials》上。文章第一作者是福建師范大學碩士生楊環(huán)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。