复旦大学朱亮亮等综述：双发射热活化延迟荧光材料

热活化延迟荧光(TADF)材料因具有独特的光物理性质而成为了新一代发光材料并受到广泛关注。然而，就像其它类型的有机发光材料一样，根据Kasha's规则，大多数TADF分子只表现出单发射，限制了其在多色发光和多功能荧光探针中的深入应用。因此，研究人员着力于开发具有双发射特性的热活化延迟荧光分子。

近期，太原理工大学李旭萍博士、卢建军教授、复旦大学朱亮亮研究员等在Sci. China Chem.发表综述文章，系统地整理了有关TADF小分子材料的双发射性质，深入分析了双发射机理和分子设计策略，总结了其在白光发射、荧光探针和生物成像中的应用，并对其发展进行了展望。

作者根据分子的激发态体系和能级将基于这些TADF材料分为五类：（1）分子的两种构型产生两种激发态体系，导致两种发射光，例如：基于PTZ给体的化合物，其准轴向构型的分子激发态体系产生传统荧光，而准赤道构型的分子激发态体系具有热活化延迟荧光的特性；化合物具有激发态分子内质子转移性质，其烯醇式激发态产生传统荧光，而酮式激发态发射热活化延迟荧光。（2）化合物存在局域激发态和电荷转移激发态，产生两种发射光。（3）分子激发态中的多重三线态导致双发射。（4）分子内电荷转移和氢键、π-π作用力以及σ-连接等促进的分子间电荷转移产生两种发射。（5）分子内的不同给体与受体之间不同的电荷转移激发产生双发射。

图1 双发射TADF分子的激发态

最后，作者对基于TADF的双发射材料未来的发展前景进行了总结和展望，期待人们设计构筑新的给受体单元提高双发射材料性质，并将聚集诱导发光和近红外发光引入双发射材料，以打开TADF材料在生物医疗、材料科学、能源化学中的新世界。

详见：Xuping Li, Shen Shen, Chenchen Zhang, Miaoqing Liu, Jianjun Lu, Liangliang Zhu. Small-molecule based thermally activated delayed fluorescence materials with dual-emission characteristics, Sci. China Chem. 2021, doi: 10.1007/s11426-020-9908-5.

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通讯作者简介

李旭萍 2013年6月毕业于太原理工大学制药工程专业，获学士学位；2016年6月毕业于太原理工大学化学工程与技术专业，获硕士学位，导师为卢建军教授；2019年6月毕业于复旦大学高分子化学与物理专业，获博士学位，导师为朱亮亮研究员。2019年9月加入太原理工大学煤科学与技术教育部与山西省重点实验室，主要从分子结构设计出发，建立分子结构与激发态能级的构效关系，调控TADF等荧光材料的发光性能，并拓展其在生物/化学检测与传感、能源气体的可视化识别与定量检测等方面的研究工作。

卢建军 太原理工大学教授，1991年于北京理工大学高分子材料专业获学士学位，1997年于太原理工大学获工学硕士学位，2004年于太原理工大学获工学博士学位，导师为谢克昌院士。主要从事多功能碳基材料及聚酰亚胺材料的研究。获授权发明专利10余项，发表学术论文40余篇。

 

朱亮亮 2005年6月于浙江大学化学系获得学士学位，2011年3月于华东理工大学获得应用化学专业博士学位（导师为田禾院士）。在相继完成新加坡南洋理工大学和美国哥伦比亚大学的博士后工作之后，于2015年起任复旦大学高分子科学系和聚合物分子工程国家重点实验室的研究员，独立课题组负责人。入选第十二批国家海外高层次青年人才以及2017年国家重点研发计划青年科学家项目研究骨干，也曾获多项国家和地方的项目资助。担任《中国化学快报》第二届和第三青年编委、《中国科学:化学》第三届青年编委、以及国际期刊Dyes and Pigments编委。主要从事功能自组装发光材料化学的研究。