黄维院士团队：有机小分子的多彩长余辉发光

长余辉发光是指发光材料撤去激发光源后，仍能持续发光数秒至数小时的一种发光现象。长余辉发光材料又俗称“夜明珠”，被广泛应用于夜间应急指示、仪表显示、光电子器件以及国防军事等领域。近年来，由于其具有长寿命、大的斯托克斯位移以及丰富的激发态性质被广泛的应用于防伪、加密以及生物成像等前沿科学领域。随着柔性电子的发展，短短几年时间，具有长余辉发光性质的有机“夜明珠”更加受到关注。科学家通过调控分子结构、晶体分子堆积等策略，基于不同发光材料结构，实现了长余辉发光颜色调控。但该策略不仅操作复杂，而且不可控，具有一定偶然性。此外，如何在单一材料结构中实现多彩长余辉发光也是该领域面临的重大研究挑战之一。

南京工业大学黄维院士团队安众福教授等前期发现，在单一组份有机晶体中的多重发光中心（分子态和聚集态）可赋予材料长余辉多彩发光的动态调节（Nature Photonics, 2019, 13,406）。但如何在分子晶体中构筑多重发光中心，尤其是分子态发光，仍然不清楚。

近期，他们基于一系列脲衍生物，从非共轭五元环到六元环，再到共轭的芳香类化合物，实现了有激发光依赖的长余辉发光 （图1）。随着激发波长的改变，分子的长余辉发光颜色逐渐从蓝光向黄绿光红移，形成了多彩的长余辉发光。研究发现，在晶体结构中，分子结构越简单，分子中各个原子越容易被周围分子单元通过弱相互作用限制，越容易形成分子态和聚集体的多重发光中心，从而实现激发光依赖的多彩有机长余辉发光。进一步，他们将这类材料应用于可视化紫外光探针和信息防伪领域。当用310 nm激发后，印刷图案呈现蓝光变色龙和绿色树枝；当用365 nm激发后，变色龙呈现与树枝一样的绿色余辉发光，展示了该类材料在防伪领域的应用前景。这项研究为开发应用于有机光电子、柔性电子领域的新型智能材料提供了新思路。这一成果近期在线发表在Science China Chemistry上（doi:10.1007/s11426-020-9761-x）

图1：多彩有机长余辉发光。（a）分子结构；（b）激发光依赖的长余辉发光性质；（c）多彩长余辉的防伪应用展示。

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通讯作者简介

安众福，南京工业大学教授，博士生导师。长期从事有机超长磷光材料（又称有机长余辉材料）的设计合成、性能调控与应用探索相关方向的研究。近5年，以第一作者/通讯作者身份在Nat. Mater.、Nat. Photonics、Nat. Commun.等期刊上发表期刊论文40余篇。11篇论文入选ESI高被引论文，2篇入选ESI热点论文。公开或授权发明专利8项。主持国家自然科学基金面上项目、青年项目、江苏省杰出青年基金项目等省部项目10余项。获江苏省“333高层次人才培养工程”中青年科学技术带头人、江苏省“六大人才高峰”等人才项目支持。