配位超分子自組裝系列進(jìn)展：首次實(shí)現(xiàn)紫外-可見-近紅外廣譜觸發(fā)長余輝
長持續(xù)發(fā)光（LPL）又稱長余輝發(fā)光，是指經(jīng)過光源輻照后，將光能加以儲(chǔ)存，在關(guān)閉輻照后仍能保持一段時(shí)間發(fā)光的獨(dú)特而迷人的光學(xué)現(xiàn)象。古代達(dá)官貴人們所追捧的夜明珠即屬于此類發(fā)光現(xiàn)象。而今，長余輝材料在照明、顯示、裝飾、傳感、防偽、軍事夜視、生物成像等不同領(lǐng)域均具有廣泛的用途。然而，目前的長余輝材料大多是稀土或貴金屬摻雜的無機(jī)物，成本昂貴，合成條件苛刻，在結(jié)構(gòu)和功能改性以及大規(guī)模生產(chǎn)方面具有局限性。近年來，基于有機(jī)分子基的長余輝材料逐漸問世，科學(xué)家們陸續(xù)報(bào)道了包括純有機(jī)固體、主客體共晶、金屬-有機(jī)雜化材料和金屬-有機(jī)框架等不同類型的長余輝材料。但在這些材料中，長余輝的觸發(fā)光源大多限于高能紫外光，雖然近期一些研究已逐漸拓展至可見光波段，但利用更長波段近紅外光觸發(fā)的長余輝材料仍屬空白。
近日，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院潘梅教授課題組另辟蹊徑，設(shè)計(jì)了一種基于D-π-A型配體的金屬-有機(jī)超分子盒。配體的電子結(jié)構(gòu)賦予其同時(shí)具有良好的單光子吸收（OPA）和雙光子吸收（TPA）的雙路徑發(fā)光特性。在配體與Cd(II)組裝構(gòu)筑的M2L2超分子盒中，配體的雙路徑發(fā)光得以保持，并通過金屬中心的重原子效應(yīng)，以及超分子組裝中的π堆積和J聚集態(tài)得以強(qiáng)化、放大和優(yōu)化。在該配位超分子盒材料中，不僅可以利用紫外(UV)或可見白光(WL)激發(fā)的OPA路徑，同時(shí)可以有效利用低能近紅外光(NIR)激發(fā)的TPA路徑，經(jīng)由不同激發(fā)單重態(tài)到三重態(tài)之間的能量轉(zhuǎn)移過程，實(shí)現(xiàn)了藍(lán)色熒光(F)、黃色磷光(P)、組合白光(WLE)、以及紅色長余輝發(fā)光(LPL)的豐富發(fā)光現(xiàn)象。由此，在金屬-有機(jī)材料中，首次獲得了同時(shí)具有紫外、可見白光和近紅外光的廣譜光能蓄水池，并由此觸發(fā)紅色長余輝的多功能發(fā)光材料，可廣泛應(yīng)用于隱身、防偽、裝飾、顯示等不同領(lǐng)域。
相關(guān)研究成果以“A Metal–Organic Supramolecular Box as a Universal Reservoir of UV, WL, and NIR Light for Long Persistent Luminescence”為題發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. (2019, 58, doi: 10.1002/anie.201812708)。第一作者為我院博士研究生王政，通訊作者為潘梅教授。該工作得到國家自然科學(xué)基金、廣東省珠江人才計(jì)劃本土創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)、生物無機(jī)與合成化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和Lehn功能材料研究所的大力支持。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201812708
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