近日，南京工业大学柔性电子（未来技术）学院黄维院士团队史慧芳教授课题组在有机长余辉发光领域取得重要进展。通过调控孤立发色团与刚性聚合物基质间的排斥相互作用，实现了室温下磷光效率高达77.5%、寿命长达387 毫秒的透明、柔性、可溶液加工的长余辉聚合物薄膜，作为一类低成本、高性能的长余辉涂层，其在工艺品展示、余辉照明等领域展现出巨大的应用潜力。相关成果以题为“Highly Efficient Amorphous Polymer-Based Ultralong Phosphorescence Enabled by Intense Repulsive Interactions”在线发表在国际知名学术刊物——Advanced Functional Materials（《先进功能材料》）上。
超长有机室温磷光（UOP）作为长余辉发光的代表之一，因其具有丰富的激发态特性、长的发光寿命、大的Stokes位移等特点受到广泛关注，在信息加密、多重防伪、余辉显示、生物成像等方面显示出巨大的应用潜力。无重原子的纯有机材料，由于弱的自旋轨道耦合（SOC）以及三重态激子快速的非辐射衰减，导致在室温下很难获得明亮的UOP发射。近年来，研究者通过晶体工程、超分子组装、主-客体掺杂等策略陆续实现了高效率的UOP材料。遗憾地是，目前报道的高效UOP材料多为晶态材料，由于较差的柔韧性、加工性以及透明性，严重限制了其实际应用。相比之下，无定型聚合物基UOP材料在这些方面具有得天独厚的优势，但由于材料结构刚性不足，难以有效抑制三重态激子的非辐射衰减，导致磷光效率普遍不高。针对这一挑战，黄维院士、史慧芳教授带领的团队基于前期研究基础（Nat. Commun. 2022, 13, 489），以非平面构型的三苯胺作为发色团，通过在其外围修饰具有氢键活性的羧酸基团，合成了一系列三苯胺-羧酸衍生物；通过与富羟基的聚乙烯醇物理混合，制备了一系列具有蓝色余辉发光的无定型聚合物基UOP材料。通过改变三苯胺单元上修饰的羧酸数量，调控孤立发色团与聚合物基质间的氢键相互作用，进而诱导并调节聚合物结构与发色团之间的排斥环境，使发色团上的芳香氢与聚合物链之间形成强烈的排斥作用，从而有效抑制发色团的非辐射衰减，最终实现高效的UOP发射。以多个羧基修饰的三苯胺发色团作为发光单元，实现了室温下磷光效率高达77.5%、寿命长达387毫秒的无定型聚合物基UOP发射。该创新研究为设计制备高效磷光发射的无定型聚合物材料提供了一条简单、可行的途经。此外，凭借该聚合物材料明亮的余辉发射、高的光学透明性、良好的机械柔韧性以及大面积溶液加工等性质，研究人员展示其在透明余辉发光涂层方面的应用前景。
该项研究工作的第一作者为南京工业大学柔性电子（未来技术）学院闫拴马副教授，史慧芳教授为本文的通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金面上、青年，江苏省优秀青年基金等项目的支持。
文章链接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202413878
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