华东理工大学马骧课题组对有机室温磷光材料构筑策略的最新研究成果进行了综述,并提出该领域研究挑战和未来机遇。
有机室温磷光材料因其大的斯托克斯位移、超长的发光寿命以及三线态相关的辐射跃迁过程而受到科研工作者的广泛关注。这些性质使得此类材料在生物成像、传感、防伪、显示、敏化等诸多领域均展现出巨大的应用潜力。一般来说,纯有机材料的自旋轨道耦合(spin-orbit coupling,SOC)较小,激子难以经过隙间蹿越(intersystem crossing,ISC)过程到达三线态,导致了大部分纯有机化合物难以产生有效的磷光发射。另一方面,三线态激发态到基态的辐射跃迁是禁阻的过程,这导致了磷光的辐射跃迁速率较小,因而分子的碰撞、振动或转动等因素容易导致三线态激发态的非辐射失活。此外,三线态激发态极易与氧气之间发生三线态-三线态能量转移而失活。这些因素导致有机室温磷光材料的构建较为困难。近年来,科研工作者针对有机室温磷光材料的构建开展了大量系统、细致的研究工作,并取得了许多重要突破。然而,有机室温磷光材料的构建,尤其是精准调控室温磷光材料性能依旧非常困难。鉴于此,华东理工大学马骧课题组总结了近年来通过调控分子间相互作用构筑有机室温磷光材料的研究进展,重点介绍了主客体包结策略、氢键组装策略、能量转移策略和激发复合物策略,分析了它们各自的特点、可行性和不足之处。例如主客体包结策略在构筑水相室温磷光材料方面具有独特的优势,氢键组装策略具有极强的通用性,能量转移策略能够灵活地调控余晖发光颜色,而激发复合物策略独特的发光机制使得其在构筑超长余晖材料方面具有举足轻重的地位。同时也指出目前水相室温磷光材料的构建以及室温磷光材料(尤其是长余晖材料)的发光机制方面需要更加深入细致的研究,提出了该领域研究挑战和未来机遇。
详见:Liangwei Ma, Xiang Ma*. Recent Advances in Room-Temperature Phosphorescent Materials by Manipulating Intermolecular Interactions. Sci. China Chem., 2023, https://doi.org/10.1007/s11426-022-1400-6.
【扩展阅读】
华东理工大学马骧课题组:一种从天然木质素中获得有机室温磷光的简单绿色策略
华东理工大学马骧课题组:具有室温磷光和圆偏振发光的手性螺旋超分子聚合物
同济大学刘国锋课题组:激发依赖发光的Au(I)-BSA纳米粒子用于细胞多彩成像
上海交大袁望章课题组综述:非典型发光化合物的簇聚诱导磷光
武汉大学杨楚罗/龚少龙团队:砜基桥连杂螺烯结构同时实现窄峰宽紫外热活化延迟荧光、圆偏振发光和有机室温磷光
南京工业大学安众福教授团队:光诱导自由基可逆转化实现动态室温磷光
李振/李倩倩教授团队:苯/全氟苯相互作用实现有机室温磷光
南京大学鞠熀先教授课题组综述:纳米发光体的电化学发光生物传感与生物成像
南京大学成义祥课题组:光-电双刺激调控四元胆甾相液晶中非手性染料的圆偏振发光性质