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近日，天津大學(xué)分子聚集態(tài)科學(xué)研究院楊杰博士等在純有機室溫磷光材料研究方面取得新進展。研究成果在Cell Press旗下材料旗艦期刊《Matter》在線發(fā)表，題為“Förster能量轉(zhuǎn)移：一種開發(fā)刺激響應(yīng)性室溫磷光材料的高效途徑及其應(yīng)用”。該成果的第一作者為天津大學(xué)2019級博士生王云生，共同作者有吉林大學(xué)鄒勃教授，共同通訊聯(lián)系人為楊杰博士、唐本忠院士和李振教授。 刺激響應(yīng)性有機發(fā)光材料因其在信息存儲、防偽、光電器件等應(yīng)用中的巨大潛力而備受關(guān)注。目前，大多數(shù)刺激響應(yīng)發(fā)光材料都是屬于熒光類材料，而磷光類材料較為稀少。相對而言，具有刺激響應(yīng)特性的有機室溫磷光(RTP)材料兼具刺激響應(yīng)熒光材料的功能和室溫磷光材料的時間分辨特性，是當(dāng)前有機發(fā)光材料領(lǐng)域的熱點，同時也是難點。迄今為止，刺激響應(yīng)純有機RTP材料的報道多是停留在理論驗證或探索性實驗階段，究其原因，材料制備的復(fù)雜性和內(nèi)在機制的不明確性制約了這類材料的實際應(yīng)用。基于此，要突破現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)新的發(fā)展，就迫切需要拓展在理論層面的認(rèn)知邊界，獲得新的行之有效的材料構(gòu)筑策略。 研究人員利用主-客體摻雜體系中距離調(diào)控的共振能量轉(zhuǎn)移(FRET, Förster Resonance Energy Transfer)過程，開發(fā)了具有刺激響應(yīng)特性的RTP材料。FRET在不同環(huán)境下的廣泛適應(yīng)性和主-客體體系的良好磷光性能共同提高了材料體系的實用性。利用該策略制備的材料不僅與現(xiàn)有印刷技術(shù)展現(xiàn)出完美的兼容性，而且FRET客體與主體之間的特異性識別也被成功應(yīng)用于信息加密。該工作首次揭示了FRET過程在宏觀RTP刺激響應(yīng)材料構(gòu)筑方面的巨大潛力，提出了一種簡單、廉價、有效并極具商業(yè)潛力的有機室溫磷光材料構(gòu)造策略。

項目成果/簡介:近日，天津大學(xué)分子聚集態(tài)科學(xué)研究院楊杰博士等在純有機室溫磷光材料研究方面取得新進展。研究成果在Cell Press旗下材料旗艦期刊《Matter》在線發(fā)表，題為“F?rster能量轉(zhuǎn)移：一種開發(fā)刺激響應(yīng)性室溫磷光材料的高效途徑及其應(yīng)用”。該成果的第一作者為天津大學(xué)2019級博士生王云生，共同作者有吉林大學(xué)鄒勃教授，共同通訊聯(lián)系人為楊杰博士、唐本忠院士和李振教授。 刺激響應(yīng)性有機發(fā)光材料因其在信息存儲、防偽、光電器件等應(yīng)用中的巨大潛力而備受關(guān)注。目前，大多數(shù)刺激響應(yīng)發(fā)光材料都是屬于熒光類材料，而磷光類材料較為稀少。相對而言，具有刺激響應(yīng)特性的有機室溫磷光(RTP)材料兼具刺激響應(yīng)熒光材料的功能和室溫磷光材料的時間分辨特性，是當(dāng)前有機發(fā)光材料領(lǐng)域的熱點，同時也是難點。迄今為止，刺激響應(yīng)純有機RTP材料的報道多是停留在理論驗證或探索性實驗階段，究其原因，材料制備的復(fù)雜性和內(nèi)在機制的不明確性制約了這類材料的實際應(yīng)用。基于此，要突破現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)新的發(fā)展，就迫切需要拓展在理論層面的認(rèn)知邊界，獲得新的行之有效的材料構(gòu)筑策略。 研究人員利用主-客體摻雜體系中距離調(diào)控的共振能量轉(zhuǎn)移(FRET, F?rster Resonance Energy Transfer)過程，開發(fā)了具有刺激響應(yīng)特性的RTP材料。FRET在不同環(huán)境下的廣泛適應(yīng)性和主-客體體系的良好磷光性能共同提高了材料體系的實用性。利用該策略制備的材料不僅與現(xiàn)有印刷技術(shù)展現(xiàn)出完美的兼容性，而且FRET客體與主體之間的特異性識別也被成功應(yīng)用于信息加密。該工作首次揭示了FRET過程在宏觀RTP刺激響應(yīng)材料構(gòu)筑方面的巨大潛力，提出了一種簡單、廉價、有效并極具商業(yè)潛力的有機室溫磷光材料構(gòu)造策略。

提出了一種通過調(diào)節(jié)鹵素的取代位置以引入分子內(nèi)鹵鍵來提高UOP材料QE的新策略。其中，CzS2Br的磷光效率高達52.10％，這是迄今為止報道的單組分有機長余輝效率最高值。通過系統(tǒng)地研究發(fā)現(xiàn)，作者指出分子內(nèi)鹵鍵（intramolecular halogen bonding，分子內(nèi)鹵氧相互作用）是獲得高效率UOP材料的關(guān)鍵所在。分子內(nèi)鹵鍵不僅能夠通過促進自旋-軌道耦合以提高分子系間竄躍效率，還可以抑制激發(fā)態(tài)分子的振動和轉(zhuǎn)動，從而限制分子的非輻射躍遷。

發(fā)展了一種理論計算與實驗測試相結(jié)合的三光子熒光染料有效篩選方法，設(shè)計、合成了一類具有三光子磷光的新型銥(III) 配合物，并成功將其用于生物熒光成像研究。在研究中，他們發(fā)現(xiàn)不改變配合物母體結(jié)構(gòu)，僅通過引入一些特殊的官能團修飾，能有效地將配合物的三光子躍遷幾率和量子產(chǎn)率提升近四倍，極大地改善了銥(III)配合物的三光子光物理性質(zhì)。       利用三光子顯微共聚焦/磷光壽命成像技術(shù)，銥(III)配合物3PAIr2只需低的染色濃度（50 nM）、短的孵育時間（5分鐘）和低的激發(fā)功率（980 nm飛秒激光功率為0.5 mW），就可以有效地實現(xiàn)細胞水平的快速線粒體磷光成像。利用大鼠腦部海馬體切片生物模型，完成了3PAIr2在組織切片層面的深度測試，發(fā)現(xiàn)其以980 nm激光激發(fā)的三光子磷光成像可以達到約500 微米的穿透深度，這個距離是以750 nm激光激發(fā)的雙光子磷光成像深度的兩倍。同時在通過雙親性聚合物DSPE-PEG2000包裹后，利用3PAIr2-DSPE-PEG2000進一步嘗試小鼠開顱情況下的腦血管生物熒光成像，得到了450 微米的小鼠腦血管成像深度和三維高分辨率腦血管重構(gòu)圖。這是首次使用銥(III)配合物作為三光子磷光染料實現(xiàn)了對完整顱骨下腦血管的高穿透和高分辨觀測。不僅為三光子熒光染料的合理設(shè)計提供了一條簡便、行之有效的途徑，還獲得了一類具有優(yōu)異生物成像能力的金屬配合物磷光染料。

高效有機磷光發(fā)光材料及OLED器件，2012年12月獲四川省科技進步三等獎，技術(shù)指標(biāo)達到國際先進水平；申請發(fā)明專利12項（5項授權(quán)）。項目中所制備的銥配合物磷光電致發(fā)光材料在四川虹視顯示技術(shù)有限公司的3款OLED器件（1.1英寸、分辨率為96×64；1.8英寸、分辨率為128×64；2.2英寸、分辨率為160×128）樣品中使用，該項目研究成果，填補了我國在新型平板顯示器件---高效有機磷光電致發(fā)光材料及OLED器件方面的材料制備和器件化工藝的空白。 

近日，南方科技大學(xué)化學(xué)系副教授陸為課題組在光活化磷光方法應(yīng)用于立體三維（3D）顯示的研究中取得進展，研究成果以“A Prototype of Volumetric Three-Dimensional Display Based on Programmable Photo-activated Phosphorescence”（《基于可程控光活化磷光發(fā)射的立體三維顯示模型》）為題在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition）上發(fā)表。該研究工作拓展了長壽命磷光化合物的應(yīng)用，開發(fā)了一種基于PAP的3D顯示模型，揭示并闡述了在此模型中起到關(guān)鍵性作用的兩項因素：磷光化合物的選擇以及顯示光束強度的控制。該3D顯示系統(tǒng)具有制作簡單、激發(fā)光強度低、圖像對比度高、裸眼識別度高、可能實現(xiàn)多彩顯示等優(yōu)點，為立體3D顯示技術(shù)的進一步發(fā)展提供了可能。

本發(fā)明涉及有機發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。 背景技術(shù)： 室溫磷光與熒光相比具有特殊的延時特性，一方面，可避免短壽命的熒光和散射光的干擾，另一方面，特殊的延時特性可以作為一種特定的防偽信號，具有難以模仿的防偽性能。 然而現(xiàn)存的無機室溫磷光材料在應(yīng)用方面存在一定的限制，如稀土長余輝材料，由于其室溫磷光壽命過長、難加工成型，使其在防偽方面難以發(fā)揮作用。而大多數(shù)有機室溫磷光材料存在難合成、難加工、加工過程污染大的問題。大量的室溫磷光材料都含有重金屬、鹵原子，不僅污染大、毒性高、不易加工而且價格昂貴，合成危險且難度高。 同時有機磷光材料的三重態(tài)對溫度和氧氣極其敏感，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為對有機化合物而言，磷光只能在低溫、無氧條件下獲得，極大的限制了其在各類領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何基于商品化的水溶性聚合物材料，合理設(shè)計開發(fā)出高效的、成本低、易加工成型的無鹵、可水性印刷的室溫磷光聚合物材料在理論和應(yīng)用研究方面都具有重要的研究意義和價值。目前已有部分有機磷光材料的報道，例如專利201610563059.0，其是將磷光單體和熒光聚合在一起形成具有磷光和熒光性質(zhì)的聚合物。同樣，專利201610428357.9公開了帶有鹵素的化合物制備的具有磷光性質(zhì)的聚合物。雖然已有部分有機磷光材料的報道，但是實際可應(yīng)用的材料較少，仍然存在極大的研究空間，有待于進一步的開發(fā)和研究。 技術(shù)實現(xiàn)要素： 本發(fā)明的目的在于提供聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)聚乙烯基苯磺酸或其鹽具有長壽命室溫磷光發(fā)光的特性，且為純有機物，不含有鹵素等毒性高的元素，也不含有貴金屬，其原料易得、成本低廉，可作為室溫磷光材料進行應(yīng)用。 本發(fā)明的第二目的在于提供一種無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料。 本發(fā)明的第三目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在作為或制備發(fā)光元器件或發(fā)光材料中的應(yīng)用。 本發(fā)明的第四目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備防偽標(biāo)志中的應(yīng)用。 本發(fā)明的第五目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備可水性印刷發(fā)光材料中的應(yīng)用。

項目成果/簡介:本發(fā)明涉及有機發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。背景技術(shù)：室溫磷光與熒光相比具有特殊的延時特性，一方面，可避免短壽命的熒光和散射光的干擾，另一方面，特殊的延時特性可以作為一種特定的防偽信號，具有難以模仿的防偽性能。然而現(xiàn)存的無機室溫磷光材料在應(yīng)用方面存在一定的限制，如稀土長余輝材料，由于其室溫磷光壽命過長、難加工成型，使其在防偽方面難以發(fā)揮作用。而大多數(shù)有機室溫磷光材料存在難合成、難加工、加工過程污染大的問題。大量的室溫磷光材料都含有重金屬、鹵原子，不僅污染大、毒性高、不易加工而且價格昂貴，合成危險且難度高。同時有機磷光材料的三重態(tài)對溫度和氧氣極其敏感，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為對有機化合物而言，磷光只能在低溫、無氧條件下獲得，極大的限制了其在各類領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，如何基于商品化的水溶性聚合物材料，合理設(shè)計開發(fā)出高效的、成本低、易加工成型的無鹵、可水性印刷的室溫磷光聚合物材料在理論和應(yīng)用研究方面都具有重要的研究意義和價值。目前已有部分有機磷光材料的報道，例如專利201610563059.0，其是將磷光單體和熒光聚合在一起形成具有磷光和熒光性質(zhì)的聚合物。同樣，專利201610428357.9公開了帶有鹵素的化合物制備的具有磷光性質(zhì)的聚合物。雖然已有部分有機磷光材料的報道，但是實際可應(yīng)用的材料較少，仍然存在極大的研究空間，有待于進一步的開發(fā)和研究。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供聚乙烯基苯磺酸或其鹽作為室溫磷光材料的應(yīng)用。本發(fā)明首次發(fā)現(xiàn)聚乙烯基苯磺酸或其鹽具有長壽命室溫磷光發(fā)光的特性，且為純有機物，不含有鹵素等毒性高的元素，也不含有貴金屬，其原料易得、成本低廉，可作為室溫磷光材料進行應(yīng)用。本發(fā)明的第二目的在于提供一種無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料。本發(fā)明的第三目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在作為或制備發(fā)光元器件或發(fā)光材料中的應(yīng)用。本發(fā)明的第四目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備防偽標(biāo)志中的應(yīng)用。本發(fā)明的第五目的在于提供所述無鹵、可水性印刷的室溫磷光材料在制備可水性印刷發(fā)光材料中的應(yīng)用。項目階段:成果已轉(zhuǎn)化

針對分布式風(fēng)光發(fā)電在配電網(wǎng)中的高比例接入態(tài)勢，源荷存在時空不匹配特性，導(dǎo)致功率倒送和節(jié)點過電壓等問題，面向電網(wǎng)網(wǎng)架相對薄弱地區(qū)，開展考慮風(fēng)光發(fā)電不確定性的儲能的選址定容研究，實現(xiàn)不同運行方式下儲能的優(yōu)化配置；提出基于有功/無功電壓控制分區(qū)的新型配電系統(tǒng)電壓控制策略，實現(xiàn)配電網(wǎng)電壓的分散式與集中式協(xié)同控制，滿足高滲透率風(fēng)光并網(wǎng)場景下的電能質(zhì)量要求。

本成果圍繞光伏并網(wǎng)系統(tǒng)電能質(zhì)量展開。基于深度學(xué)習(xí)算法，研究諧波等電能質(zhì)量指標(biāo)變化規(guī)律，運用特征提取技術(shù)處理時序數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電能質(zhì)量預(yù)測。研發(fā)基于態(tài)勢感知的電能質(zhì)量調(diào)控裝置，總諧波補償率不小于 90%，補償次數(shù) 2 - 50 次。成果形式包括研究報告、調(diào)控裝置示范應(yīng)用，申請發(fā)明專利 3 項，發(fā)表論文 3 篇。應(yīng)用場景涵蓋光伏電站、配電網(wǎng)等，可提升電網(wǎng)可靠性與經(jīng)濟性，減少設(shè)備損耗、優(yōu)化調(diào)控策略、降低棄光率，為新能源消納提供支撐。