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  近日，南京工業(yè)大學(xué)海外人才緩沖基地黃維院士和安眾福教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在有機(jī)長(zhǎng)余輝發(fā)光領(lǐng)域再次取得重大突破。他們首次實(shí)現(xiàn)了單一有機(jī)晶體材料下的多彩長(zhǎng)余輝發(fā)光，同時(shí)展現(xiàn)了該類材料在多彩顯示、防偽以及可視化紫外光精準(zhǔn)探測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，相關(guān)成果以題為“Colour-tunable ultra-long organic phosphorescence of a single-component molecular crystal”于4月8日在線發(fā)表在國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)刊物——Nature Photonics（《自然?光子學(xué)》）上。

  長(zhǎng)余輝發(fā)光是指發(fā)光材料撤去激發(fā)光源后，仍能持續(xù)發(fā)光數(shù)秒至數(shù)小時(shí)的一種發(fā)光現(xiàn)象。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料又俗稱“夜明珠”，被古代帝王奉為稀世珍寶。同時(shí)，在我們?nèi)粘Ｉ詈蜕虡I(yè)界也獲得了青睞，被廣泛應(yīng)用于夜間應(yīng)急指示、儀表顯示、光電子器件以及國(guó)防軍事等領(lǐng)域。近年來(lái)，由于其具有長(zhǎng)壽命、大的斯托克斯位移以及豐富的激發(fā)態(tài)性質(zhì)被廣泛的應(yīng)用于防偽、加密以及生物成像等前沿科學(xué)領(lǐng)域。隨著柔性電子的發(fā)展，短短幾年時(shí)間，具有長(zhǎng)余輝發(fā)光性質(zhì)的有機(jī)“夜明珠”受到了廣泛關(guān)注�？茖W(xué)家通過調(diào)控分子結(jié)構(gòu)、晶體分子堆積等策略，基于不同發(fā)光材料結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)余輝發(fā)光顏色調(diào)控。該策略不僅操作復(fù)雜，而且不可控，具有一定偶爾性。盡管多彩發(fā)光應(yīng)用廣泛，如何在單一材料結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)多彩長(zhǎng)余輝發(fā)光是該領(lǐng)域面臨的重大研究挑戰(zhàn)之一。

  針對(duì)這一科學(xué)難題，南京工業(yè)大學(xué)海外人才緩沖基地（先進(jìn)材料研究院，IAM團(tuán)隊(duì)）黃維院士與安眾福教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)與新加坡國(guó)立大學(xué)劉小鋼教授課題組合作，借鑒量子點(diǎn)等納米材料實(shí)現(xiàn)多彩發(fā)光設(shè)計(jì)思想。在單一有機(jī)分子晶體中，通過巧妙的分子結(jié)構(gòu)和晶體堆積設(shè)計(jì)，同時(shí)構(gòu)筑單分子態(tài)和聚集態(tài)的長(zhǎng)余輝發(fā)光，獲得了一系列激發(fā)波長(zhǎng)依賴的動(dòng)態(tài)多彩長(zhǎng)余輝發(fā)光新材料。在晶體狀態(tài)下，隨著激發(fā)波長(zhǎng)從250到400 nm的逐漸紅移，有機(jī)長(zhǎng)余輝發(fā)光顏色逐漸由紫色變?yōu)榫G色，呈現(xiàn)出激發(fā)波長(zhǎng)依賴的長(zhǎng)余輝發(fā)光特性。該類材料的長(zhǎng)余輝壽命為2.45秒，最大長(zhǎng)余輝發(fā)光效率為31.2%。鑒于這種動(dòng)態(tài)長(zhǎng)余輝發(fā)光特性，該類材料被首次成功應(yīng)用于多彩顯示和可視化紫外光精準(zhǔn)檢測(cè)。該創(chuàng)新性研究成果不僅顛覆了我們對(duì)長(zhǎng)余輝發(fā)光性質(zhì)調(diào)控的認(rèn)知，同時(shí)還為開發(fā)更加智能化新材料實(shí)現(xiàn)在有機(jī)光電子、柔性電子等領(lǐng)域應(yīng)用提供了新思路。

圖1 多彩有機(jī)長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的設(shè)計(jì)思路、性能與應(yīng)用

  黃維院士指出，團(tuán)隊(duì)作為國(guó)際上有機(jī)長(zhǎng)余輝發(fā)光的開拓者，一直致力于對(duì)有機(jī)長(zhǎng)余輝發(fā)光新材料的開發(fā)、新機(jī)理的研究以及新應(yīng)用的探索，繼在單一組分有機(jī)半導(dǎo)體中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)余輝發(fā)光以來(lái)，此項(xiàng)研究成果再次實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)余輝發(fā)光領(lǐng)域的重大突破。與目前所報(bào)道的材料相比，所獲得的材料，在發(fā)光壽命、效率以及發(fā)光顏色調(diào)控上均展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)出非常廣闊的應(yīng)用前景。

  這是黃維院士和安眾福教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組連續(xù)在化學(xué)與材料領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊—Nature Materials（自然?材料）Journal of American Chemical Society （美國(guó)化學(xué)會(huì)志）、Angewandte Chemie International Edition（德國(guó)應(yīng)用化學(xué)）、Advanced Materials（先進(jìn)材料）、發(fā)表工作之后，取得的又一重大科學(xué)研究成果。該工作的第一作者為谷龍博士與史慧芳副教授。IAM團(tuán)隊(duì)的馬會(huì)利副教授、陶友田教授、姚偉副教授和霍峰蔚教授參與了此項(xiàng)研究。這一工作得到了國(guó)家科技部973計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41566-019-0408-4?from=timeline