近年來，聚合物室溫磷光(RTP)材料受到廣泛關注和快速發(fā)展，并在眾多領域展現(xiàn)了巨大應用潛力。然而，其RTP快速的熱、濕猝滅的問題，導致了其在高溫高濕環(huán)境中應用受限。因此，開發(fā)具有抗熱濕猝滅性能的磷光材料十分必要。針對這一問題，重慶理工大學王凱悌副教授、楊朝龍教授聯(lián)合新加坡南洋理工大學趙彥利教授，提出了一種利用剛性主鏈和功能側基之間級聯(lián)禁錮抑制三重態(tài)激子熱失活的策略，通過物理摻雜和可控聚合手段分別制備出了一系列具有全彩高溫磷光(HTP)發(fā)射的環(huán)烯烴聚合物(COP)，并利用原位手段深入探究了其磷光熱猝滅機制，明確了提升聚合物HTP性能的方法。基于這些優(yōu)異的HTP性能，進一步實現(xiàn)了所合成的COP基HTP材料在成像、傳感、高溫反應監(jiān)測、信息加密和防偽領域的應用。相應研究成果以Cycloolefin Copolymers With a Multiply Rigid Structure for Protecting Triplet Exciton From Thermo- and Moisture-Quenching和Tandem Restriction Between Spatial Confinement and Dipole Interaction for Suppressing Thermal Quenching of Phosphorescence from Cycloolefin Polymers為題連續(xù)在材料學科頂刊Advanced Materials上發(fā)表。論文通訊作者為材料學院王凱悌副教授，楊朝龍副教授和新加坡南洋理工大學趙彥利教授。
作者制備了一系列富含羥基的COP材料，將不同的有機磷光體摻雜到該COP中后，獲得了一系列全彩輻照依賴性的RTP材料。這些COP基室溫磷光材料不僅在水中能夠產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)光，而且還展現(xiàn)了抗熱淬滅的性能。尤其是，當磷光體為平面剛性結構的芘硼酸、芘、暈苯時，相應COP材料在370 K以上依然能夠產(chǎn)生紅色和綠色的余輝發(fā)射。
圖1 文章網(wǎng)頁截圖
圖2 材料設計思路
圖3 部分COP材料的高溫磷光性能
原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416397
構建剛性環(huán)境是一種有效抑制有機生色團非輻射失活并產(chǎn)生長壽命RTP的成熟策略。然而，如何在高溫下較好地保持聚合物網(wǎng)絡的剛性依然具有挑戰(zhàn)性。作者進一步通過可控共聚合成了一系列富含酯基的COP。酯基產(chǎn)生的偶極相互作用可有效抑制生色團的非輻射失活，從而實現(xiàn)輻照依賴的多色RTP。與物理摻雜的COP磷光材料相比，同等條件下，通過共聚手段所獲得的COP磷光材料的室溫磷光性能更為優(yōu)異，推測是由于側基的禁錮作用能夠更好的作用于生色團。這些COP還能發(fā)射較強的HTP。對磷光熱猝滅的研究表明，COP中環(huán)狀骨架的空間限域效應可抑制酯基偶極相互作用的解離。通過進一步引入大體積金剛烷基團，成功實現(xiàn)了常見稠環(huán)生發(fā)色團在紅、黃、綠光區(qū)域的HTP突破，且該性能在濕熱環(huán)境下仍能保持；谄漭椪找蕾囆RTP與HTP特性，進一步將COP應用到了濕熱環(huán)境成像、化學反應溫度監(jiān)測及過氧化氫檢測等領域。
圖4 文章網(wǎng)頁截圖
圖5 COP基HTP材料的應用探索
原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202514446
