Nature Communication《自然?通訊》報道黃維院士團隊開發(fā)聚合物長余輝的新進展
近日,南京郵電大學(xué)信息材料與納米技術(shù)研究院黃維院士帶領(lǐng)團隊在有機長余輝發(fā)光領(lǐng)域再次取得重大突破性進展,設(shè)計并開發(fā)了一系列新型聚合物長余輝材料,相關(guān)成果于19年9月18日在線發(fā)表在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature Communications(《自然·通訊》)上。
長余輝發(fā)光是指發(fā)光材料撤去激發(fā)光源后,仍能持續(xù)發(fā)光數(shù)秒至數(shù)小時的一種發(fā)光現(xiàn)象。長余輝發(fā)光材料俗稱“夜明珠”,即使在黑暗中,也能發(fā)出奪目的光芒,被古代帝王奉為稀世珍寶。長余輝發(fā)光材料被廣泛應(yīng)用于夜間應(yīng)急指示、儀表顯示、光電子器件以及國防軍事等領(lǐng)域、特別是近年來憑借其長壽命、大的斯托克斯位移以及豐富的激發(fā)態(tài)性質(zhì)被用于防偽、加密以及生物成像等一些前沿科學(xué)領(lǐng)域。與無機長余輝材料相比,室溫有機長余輝材料具有較好的生物相容性、導(dǎo)電性,加之成本低廉、結(jié)構(gòu)易修飾等優(yōu)點,備受人們關(guān)注。近幾年,有機長余輝材料得到了快速發(fā)展,然而這類材料主要集中在晶體小分子和主客體摻雜體系。由于晶體小分子體系的結(jié)晶性和主客體摻雜體系的相分離等問題,限制了材料的實際應(yīng)用。聚合物材料具有柔性、質(zhì)輕、可旋涂、可拉伸等諸多優(yōu)勢,在柔性電子領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。然而,如何實現(xiàn)聚合物材料的長余輝發(fā)光是該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)之一。
針對這一問題,南京郵電大學(xué)信息材料與納米技術(shù)研究院黃維院士和南京工業(yè)大學(xué)安眾福教授帶領(lǐng)的科技創(chuàng)新團隊提出通過離子鍵鎖定發(fā)光單元,在聚合物共價鍵的協(xié)同作用下,實現(xiàn)了離子型聚合物的長余輝發(fā)光,發(fā)射壽命長達2.1 s。實驗數(shù)據(jù)和理論計算表明該類聚合物材料具有室溫長余輝的原因是離子鍵抑制了發(fā)光單元的非輻射躍遷。該設(shè)計理念不僅適用于芳香型的聚合物材料體系,也是適用非芳香型的聚合物材料體系。此外,他們還首次報道了激發(fā)波長依賴的聚合物長余輝發(fā)光現(xiàn)象,實現(xiàn)余輝顏色從藍到橙顏色可調(diào)。并且,該類材料在溫度高達170 oC下,依然保持可視化長余輝發(fā)光。這一研究成果賦予傳統(tǒng)的聚合物材料新的性能,加之材料來源廣、成本低,在柔性顯示、照明、數(shù)據(jù)加密以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。
作為國際上有機長余輝發(fā)光的開拓者,黃維院士團隊一直致力于對有機長余輝發(fā)光新材料的開發(fā)、新機理的研究以及新應(yīng)用的探索,繼在單一組分有機半導(dǎo)體中實現(xiàn)長余輝發(fā)光、進而首次實現(xiàn)單一有機晶體材料下的多彩長余輝發(fā)光以來,此項研究成果再次實現(xiàn)了長余輝發(fā)光領(lǐng)域的重大突破。相關(guān)研究工作以“Enabling long-lived organic room temperature phosphorescence in polymers by subunit interlocking”為題于Nature Communications(《自然•通訊》在線發(fā)表,黃維院士、安眾福教授為該論文的通訊作者。該研究工作得到了國家重大科學(xué)研究(973)計劃、國家自然科學(xué)基金委面上項目、江蘇省杰出青年科學(xué)基金等項目的支持。
南京郵電大學(xué)
2021-04-26