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《自然 材料》报道黄维院士、安众福教授团队突破分子态高效蓝色室温磷光新进展

时间:2021-08-24 来源: 作者:先进材料研究院 摄影: 编辑:邓晓容 上传:
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近日,先进材料研究院黄维院士、安众福教授带领的团队与新加坡国立大学刘小钢教授合作在有机室温磷光(有机长余辉)领域再次取得重大突破。他们创造性地提出了“发色团限域”策略,实现了长寿命、高效率的蓝色室温磷光,展现了该类材料在信息安全、余辉显示等领域的应用潜力,相关成果发表在国际顶尖学术刊物——Nature Materials(《自然 材料》)上。

蓝光,作为光的三原色之一,是固态照明和全彩显示的核心组分,同时在生物医学、光通讯等领域也展现出广阔的应用前景。近年来,有机室温磷光材料受到了广泛关注,连续两年(2019和2020年)被中国科学院与科睿唯安联合发布《研究前沿》评选为化学与材料科学领域Top10热点前沿。在众多提升室温磷光性能的策略中,晶体工程能够利用分子间的强相互作用,有效的抑制三重态激子非辐射跃迁,减少三重态激子猝灭,是实现高效率室温磷光的有效途径。然而,分子间π-π堆积容易导致三重态-三重态湮灭,大量三重态激子被耗散,影响磷光效率的提升;并且π-π堆积会使分子间共轭度增加,发光红移,难于实现蓝色磷光。如何构筑长寿命、高效率的蓝色室温磷光成无重原子有机磷光材料领域面临的挑战之一。

针对上述挑战,该团队基于前期对聚集态磷光的深入理解和对低温77K下溶液单分子态磷光现象的深度思考,他们创造性地提出了“发色团限域”策略,成功构筑了新型有机离子晶体材料。利用抗衡离子对分子态发色团的限域作用,实现了高效率蓝色室温磷光,效率高达96.5%。他们通过调节抗衡离子和发色团单元进一步验证了该策略的普适性。鉴于材料的高效长余辉和水溶性特征,实现了材料在防伪、指纹识别和余辉显示等领域的应用。相关探索研究对理解有机室温磷光材料的分子结构、堆积方式与发光性能的关系具有重要的指导意义。

作者:先进材料研究院;审核:王建浦


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