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www.69096.com-澳门新葡亰-新萄京娱乐网址2492777薛善锋、杨文君教授团队在有机室温磷光聚合物研究领域取得新进展

作者:张跃发 来源:高分子学院 责任编辑:方璇   终审: 点击: 日期:2023-05-15

近日,青科大高分子学院薛善锋、杨文君教授团队在化学领域国际知名期刊《Chemical Science》上(中科院JCR一区TOP期刊)发表了题为“Rational molecular and doping strategies for winning ultra-long-lived organic RTP polymers”的研究成果(DOI:10.1039/D3SC01276J)。高分子学院博士研究生张跃发为该论文的第一作者,薛善锋教授和杨文君教授为通讯作者,www.69096.com-澳门新葡亰-新萄京娱乐网址2492777为唯一完成单位。

超长且明亮的室温磷光材料在光电子器件、生物成像、防伪、信息存储和夜光产品等方面具有潜在的应用前景。其中,有机掺杂室温磷光(RTP)聚合物因其经济性、良好的加工性、生物相容性以及优异的力学性能而备受关注。富含氢键的聚合物如聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酰胺(PAM)因其与掺杂分子的强相互作用而被广泛用作基质。但目前,实现超长寿命的有机掺杂RTP聚合物仍具有巨大的挑战。

本团队考虑芳香族硼酸和咔唑基结合在超长有机掺杂RTP聚合物中将发挥积极作用,最近将N-(对硼酸苯基)咔唑掺杂进PVA取得了长组元寿命为3.21 s的RTP聚合物(Chem. Eng. J.,2023,452,139385)。本工作首次通过异构化硼酸基到咔唑环,实现了更加超长的RTP发射。这些结果表明,将功能基团直接键接在三线发色团,不仅能有效抑制三线态热失活,而且可大大降低分子内旋转对三线态激发能的耗散作用。这提供了一个有机室温磷光掺杂剂分子设计和应用的新思路(图a)。经过这一分子结构改性策略,只需在PVA分子链上接枝万分之一或千分之一的9-苯基咔唑-2-硼酸(C2BA),就可获得了创纪录的达3.517和4.444秒的超长RTP寿命(图b,c)。

此外,团队成员基于Förster的能量转移理论,通过共掺杂有机荧光染料(罗丹明B),提供了一种以C2BA/PVA作为能量给体,荧光染料作为受体制备发射多彩余辉材料的策略。本工作使得本征短寿命(纳秒级)的荧光染料发射寿命高达2.6s的余辉,这得益于持续的不受量子自旋禁阻的三线态到单线态Förster共振能量转移,是迄今最超长最明亮的有机双余辉聚合物材料(图d)。

文章链接:https://doi.org/10.1039/D3SC01276J

本工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者人才工程、山东省高等学校青创人才引育计划团队建设、山东省自然科学基金、吉林澳门新葡亰超分子结构与材料国家重点实验室开放课题等项目的资助。

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