- 南京郵電大學(xué)黃維院士、趙強(qiáng)教授、馬云教授《自然?通訊》：響應(yīng)行為可調(diào)的智能有機(jī)室溫磷光聚合物
- 發(fā)布日期：2023-02-15
智能響應(yīng)型有機(jī)室溫磷光材料在發(fā)光器件、信息傳感、生物成像、防偽加密等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，目前智能響應(yīng)型有機(jī)室溫磷光材料大多基于小分子晶體體系，它們的加工性與重復(fù)性通常較差，限制了其實(shí)際應(yīng)用。此外，通過外界刺激實(shí)現(xiàn)對(duì)材料響應(yīng)行為的動(dòng)態(tài)調(diào)控，對(duì)于滿足各種光電應(yīng)用具有十分重要的意義，然而卻極具挑戰(zhàn)。
針對(duì)該問題，南京郵電大學(xué)有機(jī)電子與信息顯示國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室黃維院士、趙強(qiáng)教授和馬云教授團(tuán)隊(duì)提出在聚合物骨架中加入磷光轉(zhuǎn)子的簡(jiǎn)便策略，制備了一系列兼具激發(fā)波長(zhǎng)依賴且響應(yīng)行為可動(dòng)態(tài)調(diào)控的多色刺激響應(yīng)型有機(jī)室溫磷光聚合物。為了深入研究激發(fā)波長(zhǎng)依賴發(fā)光的機(jī)理，作者將磷光單體摻雜于聚合物薄膜或者溶解于二氯甲烷中，在77 K下發(fā)現(xiàn)了明顯的激發(fā)波長(zhǎng)依賴發(fā)光的現(xiàn)象。然而，在磷光單體的晶體結(jié)構(gòu)中，其磷光波長(zhǎng)不會(huì)隨著激發(fā)波長(zhǎng)的變化而變化。以上結(jié)果說明磷光單體不同的分子構(gòu)象有可能是激發(fā)波長(zhǎng)依賴的主要原因。理論計(jì)算也證實(shí)了不同的分子構(gòu)象對(duì)三線態(tài)激發(fā)態(tài)的影響。此外，作者測(cè)得了磷光單體在不同溫度下的晶體結(jié)構(gòu)與磷光光譜，結(jié)果表明晶體結(jié)構(gòu)在高溫下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)磷光波長(zhǎng)也發(fā)生紅移，進(jìn)一步證實(shí)了分子構(gòu)象與三線態(tài)激發(fā)態(tài)之間的關(guān)系。
利用這類聚合物響應(yīng)行為可調(diào)、良好的加工性能特點(diǎn)，作者成功實(shí)現(xiàn)了這類材料在光學(xué)信息存儲(chǔ)和防偽加密領(lǐng)域的應(yīng)用。將制備的有機(jī)室溫磷光聚合物制備“安全墨水”和“安全紙張”，使用商業(yè)噴墨打印機(jī)便可以實(shí)現(xiàn)防偽標(biāo)簽的大面積打印。制備的“防偽纖維”可以在衣物上紡織防偽圖案。所制備的標(biāo)簽在不同激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)下顯示不同的磷光色彩，并且其響應(yīng)行為能夠被外界熱刺激控制。這不僅提出了一種在一系列非晶態(tài)聚合物中實(shí)現(xiàn)可動(dòng)態(tài)調(diào)控激發(fā)波長(zhǎng)依賴發(fā)光性質(zhì)的有效策略，而且將進(jìn)一步促進(jìn)動(dòng)態(tài)調(diào)控智能響應(yīng)行為材料的進(jìn)一步發(fā)展。
該工作以“Conformation-dependent dynamic organic phosphorescence from amorphous polymers”為題發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《Nature Communications》上（Nature Communications 2023, 14, 627）。該工作發(fā)表后引發(fā)廣泛關(guān)注，受邀在Nature Portfolio Communities在“Behind the Paper”的欄目撰稿分享團(tuán)隊(duì)該工作的研究經(jīng)歷。南京郵電大學(xué)黃維院士、趙強(qiáng)教授和馬云教授為共同通訊作者，第一作者是南京郵電大學(xué)魏娟博士。該工作得到國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、江蘇特聘教授重點(diǎn)支持項(xiàng)目和江蘇省優(yōu)秀青年基金項(xiàng)目等資助。
