研究成果

刘育教授团队Angew: 固态超分子可调秒级室温磷光及磷光能量传递

来源：高分子科学前沿 发布时间：2022/03/15

南开大学刘育教授团队Angew: 固态超分子可调秒级室温磷光及磷光能量传递

南开化学 2022-03-14 23:45

纯有机室温磷光材料由于其良好的生物相容性、易于修饰和长寿命发光等优势被广泛的应用于生物成像、信息加密、防伪材料等领域。近年来， 南开大学 刘育教授 团队发现葫芦脲限域的4-苯基吡啶盐衍生物室温磷光行为，并基此展开了一系列研究，因此受邀在 Accounts of Chemical Research期刊上发表综述（ Acc. Chem. Res. 2021, 54, 3403-3414.），其中包括高量子产率和长寿命室温磷光（ Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 131, 6089-6093; Chem. Sci., 2019, 10, 7773-7778.）、协同增强室温磷光（ Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 18748-18754.）、分子折叠扩展室温磷光（ Adv. Mater. 2021, 33, 2007476; Adv. Sci. 2021, 2103041.）、水相磷光及其在靶向磷光成像和磷光能量传递等方面的应用（ J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 13887-13894; Nat. Commun., 2020, 11, 4655; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, DOI: 10.1002/anie.202113577; Small, 2021, DOI: 10.1002/smll.202104514; Chem. Sci. , 2021, 12, 1851）。近来，该团队在 长寿命磷光调控和延迟光致发光研究中再次取得重大突破，相关工作发表在 Angew. Chem. Int. Ed. 期刊上(DOI: 10.1002/anie.202115265)。

图1. (a) 本文实现的不同秒级磷光寿命；(b)基于超分子聚合物的秒级室温磷光及磷光能量传递示意图

除了长寿命磷光外，近来，拥有长寿命的延迟荧光在生物成像以及光电材料等领域展现出极大的应用前景，因而备受关注。作为一种实现延迟荧光的有效方法，磷光能量转移因此被广泛的研究。为此，该团队猜想，如果将上述超分子聚合物作为磷光供体，是否能够实现超长的磷光能量传递呢？

结果表明效果是显著的，不同的超分子聚合物和染料受体（EY和SR101）所构筑的三元超分子体系均能展示出高效的磷光能量传递（效率高达68.9%）和超长延迟荧光发射（图2）。此外，他们还发现，在254 nm光源关闭后，该磷光能量传递体系发出的延迟荧光能明显被肉眼捕捉到，表明该延迟荧光长寿命的特征。更有趣的是，通过改变超分子供体和染料受体的种类以及供受体间的比例，延迟荧光的颜色（EY:黄色，SR101:粉红色）和寿命能够被有效的调控。基于此，该多色延迟发光材料被应用于信息防伪、数字加密、多色发光文案书写等方面，体现了可调控的秒级室温磷光和三元超分子磷光能量传递体系在信息加密、防伪等领域的广泛用途（图3）。

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图2. (a)供体受体光谱重叠;加不同比例受体的延时光谱(b)和发光图片(d); (c)加不同比例受体时供体的磷光寿命; (e)掺杂受体在聚丙烯酰胺中的光物理性质; (f) 掺杂受体在聚丙烯酰胺中的延时光谱

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图3. 发光颜料、数字加密和多色发光文案设计

这一成果近期发表在 Angew. Chem. Int. Ed.上，第一作者为南开大学 许文文博士。

导师介绍

刘育

https://www.x-mol.com/university/faculty/11804

课题组主页

https://supram.nankai.edu.cn/

论文信息：Wen-Wen Xu, Yong Chen, Yi-Lin Lu, Yue-Xiu Qin, Hui Zhang, Xiufang Xu, and Yu Liu，Tunable Second-Level Room-Temperature Phosphorescence of Solid Supramolecules Between Acrylamide-Phenylpyridium Copolymers and Cucurbit[7]uril，Angew. Chem. Int. Ed.，2020，DOI: 10.1002/anie.202115265

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202115265

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