近日，我校化学与分子工程学院马骧教授团队在寿命可调型室温磷光材料研究方面取得新进展，相关成果以“Achieving Efficient Dark Blue Room-Temperature Phosphorescence with Ultra-Wide Range Tunable-Lifetime”为题发表于《德国应用化学》。
高效室温磷光因其大斯托克斯位移和高信噪比而广泛应用于生物成像、光电信息显示、传感器和信息防伪应用，其中具有寿命可调的室温磷光材料具有一定的优异性。目前，虽然已经报道了多种高效室温磷光材料，但是宽范围寿命可调室温磷光材料研究较少。此外，作为三基色之一，蓝色对于白光发光器件的生产至关重要。然而，由于良好的磷光发光团通常具有较大的共轭结构，且磷光相对于荧光具有较大的斯托克斯位移，其发射波长集中在500-600 nm范围内。因此实现寿命可调、高效持久的深蓝色室温磷光材料是具有挑战性的。聚合物基质可以提供刚性环境抑制非辐射跃迁以及分散发光体避免聚集诱导的发光红移，所以聚合物掺杂通常作为一种实现长寿命室温磷光的策略。此外，取代基工程也被用作调控分子发光行为的手段之一。研究团队通过将苯甲酸甲酯衍生物掺杂到聚乙烯醇基质中，实现了超宽范围寿命可调的高效持久深蓝色室温磷光材料。随着苯甲酸甲酯对位取代基给电子能力的不断增强，掺杂薄膜的磷光寿命可以从32.8ms (P-CH3)提高到1925.8ms (P-NHCH3)，实现了超宽的调节范围。此外，4-羟基苯甲酸甲酯、4-氨基苯甲酸甲酯和4-氨甲基苯甲酸甲酯掺杂薄膜的磷光发射位于深蓝色区域，磷光量子产率最高达15.4%，这拓宽了其在有机光电信息领域的应用场景。这项工作为开发超宽范围可调谐寿命和高效持久的深蓝色室温磷光材料提供了一种简便的策略。
该工作主要由化学学院博士研究生周雷在马骧教授指导下完成，并得到了田禾院士的悉心指导。研究工作得到了科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金委国际合作重点项目和杰青项目等资金的支持。
此外，马骧教授团队（我校为第三完成单位）与温州大学黄小波/雷云祥教授及北京理工大学的科研团队合作，在有机磷光领域取得最新进展，相关成果以“Twofold Rigidity Activates Ultralong Organic High-Temperature Phosphorescence”为题发表于《自然·通讯》。
通常，有机磷光发射不耐高温，极大地限制了相应有机磷光材料的应用范围。因此，开发一种能够在高温条件下保持磷光发射的超长有机高温磷光(HTP)材料是至关重要的。该工作选择具有几乎完全平面结构的刚性分子9H-二苯并[a,c]咔唑(BCZ)作为客体分子，平面结构可以使分子的振动和旋转最小化。此外，刚性结构有利于增加磷光寿命，延长余辉时间。选择具有刚性结构和高玻璃化转变温度的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为主体基质，进一步抑制客体的分子运动。这种双重刚性导致掺杂材料BCZ/PVP在293 K下表现出40s的超长余辉，在373 K下表现出长达20s的强余辉，在413 K下表现出约6s的明亮余辉，甚至在433 K下表现出1 s的清晰余辉，表现出优异的HTP性能。本研究工作提出了构建HTP材料的策略，将进一步促进有机磷光材料的发展。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202403773
https://www.nature.com/articles/s41467-024-45678-1