IAM团队黄维院士和陈润锋教授团队在JACS发表关于刺激响应有机长余辉材料新进展

发布者:材料科学与工程学院、信息科学与纳米技术研究院 发布时间:2022-03-24浏览次数:416

作为国际上有机长余辉发光的开拓者,黄维院士、陈润锋教授团队一直致力于对有机长余辉发光新材料的开发、机理的研究以及新应用的探索,继在2015年首次报道有机长余辉材料(Nat. Mater. 2015, 14, 685)之后,在Advanced Materials, Angewandte Chemie International Edition, Nature Communications等顶级国际期刊相继发表了一系列重要研究工作。此项研究成果再次实现了有机长余辉发光领域的重大突破。

有机余辉材料在激发光停止之后仍可继续发光,在生物成像、传感、信息存储等领域具有广泛的应用前景。刺激响应性有机长余辉材料,由于其自身结构和功能在外部环境的刺激作用下可以动态地转变或调节,从而实现对外部环境做出恰如其分的响应,展现出动态可调的光电性质,使其在逻辑运算与数据存储、光编码与分子开关、防伪纸与安全墨水等领域受到了广泛的研究关注。然而,具有可控刺激响应特性的有机长余辉材料的构建仍然是一个艰巨的挑战。

  针对这一难题,南京邮电大学陈润锋教授和黄维院士团队在前期对于动态共振有机光电材料的研究基础之上,发现共振活化能是调控三线态激子产生速率的关键参数,提出利用共振工程构建有机超长室温磷光材料刺激响应能力的调制策略,建立了衡量材料光活化能力的量化参数。利用柔性共振结构与磷光发色团结构,通过光驱动的柔性烷基链实现分子聚集态的调控;进一步的,通过共振工程有效地调节材料体系的共振活化能,从而调控其相应的三线态激子产生速率,开发具有可调制动态光响应行为的有机超长室温磷光材料体系。该类共振诱导的刺激响应性有机长余辉材料体系展现出明显的光活化现象,其发光寿命从~40 ms提高到了720 ms,发光效率由1.54%提高到了5.1%,并且表现出可控的光活化速率,随着共振活化能的增加,其光活化速率逐渐降低,在功率密度为0.5 mW/cm2时,其光活化速率可以由0.48 min -1减小到0.31 min -1


  基于这种特殊的刺激响应和高度可逆的有机长余辉发光特性,建立了一种可用于重复书写的“智能”纸。通过利用掩膜版技术,在紫外光的照射下,可以实现图案/信息的按需调制。更为重要的是,由于此类分子的光诱导长余辉发光随着时间的增加逐渐减弱,该“智能”纸记录的图案/信息也会随即消失,从而构建了一类新型的“阅后即焚”加密器件。通过调控光照时间以及保存条件,可以实现信息的按需保存和加密。这项工作通过柔性烷基链和共振工程策略成功实现了刺激响应性有机长余辉材料刺激响应能力的调制,为研制新型智能响应特性的光电功能材料提供了新的技术途径和重要的理论指导。

这一成果近期发表在Journal of the American Chemical Society上,文章的共同通讯作者为南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院陶冶教授、黄维院士和陈润锋教授。该项研究成果同时得到了国家自然科学基金、江苏特聘教授计划、江苏省自然科学基金项目、南京邮电大学“1311人才计划”以及南京邮电大学启动基金等基金项目的支持。

全文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c01669


                                撰稿:陶冶 编辑:沈晶晶 审核:陈润锋