閆東鵬老師Adv. Funct. Mater.文章介紹
?基于熱活化延遲熒光和共振能量轉移機理實現超長有機室溫磷光
近年來，具有長壽命激發(fā)態(tài)和延遲發(fā)光的分子室溫磷光材料（RTP）在光學成像、生物治療、顯示器、傳感以及防偽等領域受到了廣泛關注。相比于傳統(tǒng)的無機長余輝材料，純有機RTP體系具有生物毒性小、容易制備、加工性能好、成本低等優(yōu)點。然而，純有機RTP材料很少能達到數秒級激發(fā)態(tài)壽命，很大程度上限制了其在發(fā)光可視化和識別方面的應用。目前，實現純有機RTP策略有以下幾種：例如，通過引入重原子，可以加強旋軌耦合、促進系間竄越；通過增強體系剛性，可以減少三線態(tài)非輻射能量損失。然而，設計合成與無機發(fā)光體系媲美的長壽命有機RTP材料依然是一個巨大的挑戰(zhàn)。
近期，化學學院閆東鵬教授課題組借鑒無機長余輝體系設計中基于熱激發(fā)能量傳遞的思路，提出了利用熱活化延遲熒光（TADF）輔助F?rster共振能量轉移（FRET）實現超長有機RTP的機理。為了證實該機理，首先選擇了能級匹配和取向適合的有機分子，其中熱活化延遲熒光分子三聚氰胺（ME）作為能量給體（donor），磷光分子鄰苯二甲酸（PA）、間苯二甲酸（IPA）和對苯二甲酸（TPA）作為能量受體（acceptor），據此建立了三個氫鍵組裝共晶模型體系（PA-ME，IPA-ME，TPA-ME）。通過穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)光譜技術，發(fā)現相比于前驅體，三種共晶材料的RTP壽命大大提高，其中IPA-ME的磷光壽命可達2 s，高于目前報道的大多數純有機長余輝材料。實驗結果證明，磷光壽命的提高是依靠熱活化延遲熒光分子ME到受體的有效能量轉移（效率高達76%），證實了TADF和FRET協(xié)同作用下實現超長室溫磷光的設想，也為構筑純有機長余輝材料提供了新的策略。此外，利用磷光時間分辨的特點，進一步發(fā)展了該類材料在信息加密和指紋識別領域中的應用。
該項工作得到973計劃、國家自然科學基金和北京市自然科學基金等課題資助，近期發(fā)表于Advanced Functional Materials，2018，1807599：Hydrogen-Bonded Two-component Ionic Crystals Showing Enhanced Long-lived Room Temperature Phosphorescence via TADF-Assisted F?rster Resonance Energy Transfer，北京師范大學化學學院2017級碩士生周博為論文第一作者。
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