西工大在全彩水溶性聚合物长余辉材料领域取得新突破

近日，国际顶级期刊Science Advances（《科学·进展》）在线发表了西北工业大学柔性电子前沿科学中心黄维院士与南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院陈润锋教授和陶冶教授在有机长余辉领域取得的重大突破“On-demand Modulating Afterglow Color of Water-soluble Polymers through Phosphorescence FRET for Multicolor Security Printing”。作为国际上有机长余辉发光的开拓者，黄维院士、陈润锋教授团队一直致力于对有机长余辉发光新材料的开发、机理的研究以及新应用的探索，继在2015年首次报道有机长余辉材料（Nat. Mater. 2015, 14, 685）之后，在Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Advanced Materials、Angewandte Chemie International Edition等国际顶级期刊相继发表了一系列重要研究工作。此项研究成果实现了有机长余辉发光领域的又一次重大突破。原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk2925

有机长余辉材料因其具有独特的光物理性质，在防伪加密、余辉照明和生物成像等领域中有着广泛的应用前景，近年来一直是材料化学界的研究热点。然而，如何构建具有超长寿命且余辉颜色可按需调控的水溶性聚合物长余辉材料仍然是该领域的一个重大挑战。

针对这一问题，西北工业大学柔性电子前沿科学中心黄维院士和南京邮电大陈润锋教授和陶冶教授课题组提出利用氢键诱导的凝聚态结构稳定三线态激子策略，构建了高效和超长寿命的蓝光水溶性聚合物长余辉材料，并通过利用动态的三线态-单线态磷光敏化能量传递策略（图 1A），将制备的蓝光水溶性磷光聚合物作为能量给体和色彩可调的商业化荧光分子作为能量受体，并按一定的比例将给体和受体物理共混，研制得到了蓝色到红色甚至是白光发光的全彩聚合物长余辉材料（图 1B），其寿命和效率分别最高可达4.2 s和36%。由于此类聚合物材料具有无定形、易加工、可水溶、余辉发光性能优异、余辉颜色可调等优点，作者将它们作为多彩高级防伪墨水，通过喷墨打印技术制备出了颜色、图像以及文本信息丰富的图案（图 1C），成功开拓了此类材料在全彩显示以及高级安全打印等领域的应用。该工作对于多功能颜色可调的水溶性聚合物长余辉材料的开发具有重要的指导意义。

图1：（A）三线态-单线态磷光敏化能量传递策略示意图；（B）全彩有机长余辉材料的构建和（C）安全打印应用

该项研究成果同时得到了国家自然科学基金、江苏特聘教授计划、江苏省自然科学基金项目等基金项目的支持。

来源：西北工业大学