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  近日，西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院黃維院士、安眾福教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊在有機(jī)長余輝發(fā)光領(lǐng)域再次取得新突破，設(shè)計并開發(fā)一系列聚合物長余輝材料，該成果在線發(fā)表于國際頂級學(xué)術(shù)期刊Nature Communications（《自然.通訊》）。

  長余輝發(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)小時的一種發(fā)光現(xiàn)象。長余輝發(fā)光材料俗稱“夜明珠”，即使在黑暗中，也能發(fā)出奪目的光芒，被古代帝王奉為稀世珍寶。

  長余輝發(fā)光材料被廣泛應(yīng)用于夜間應(yīng)急指示、儀表顯示、光電子器件以及國防軍事等領(lǐng)域、特別是近年來憑借其長壽命、大的斯托克斯位移以及豐富的激發(fā)態(tài)性質(zhì)被用于防偽、加密以及生物成像等一些前沿科學(xué)領(lǐng)域。與無機(jī)長余輝材料相比，室溫有機(jī)長余輝材料具有較好的生物相容性、導(dǎo)電性，加之成本低廉、結(jié)構(gòu)易修飾等優(yōu)點(diǎn)，備受人們關(guān)注。

  近幾年，有機(jī)長余輝材料得到了快速發(fā)展，然而這類材料主要集中在晶體小分子和主客體摻雜體系。由于晶體小分子體系的結(jié)晶性和主客體摻雜體系的相分離等問題，限制了材料的實(shí)際應(yīng)用。聚合物材料具有柔性、質(zhì)輕、可旋涂、可拉伸等諸多優(yōu)勢，在柔性電子領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。然而，如何實(shí)現(xiàn)聚合物材料的長余輝發(fā)光是該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)之一。

  針對此問題，西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院黃維院士和安眾福教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊提出通過離子鍵鎖定發(fā)色單元，在聚合物共價鍵的作用下，實(shí)現(xiàn)了離子型聚合物的長余輝發(fā)光，發(fā)射壽命長達(dá)2.1 s。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論計算表明該類聚合物材料具有室溫長余輝的原因是離子鍵抑制了發(fā)色單元的非輻射躍遷。該設(shè)計理念不僅適用于芳香型的聚合物材料體系，也是適用非芳香型的聚合物材料體系。此外，他們還首次報道了激發(fā)波長依賴的聚合物磷光發(fā)射，實(shí)現(xiàn)余輝顏色從藍(lán)到橙顏色可調(diào)。從分子設(shè)計角度來看，選擇不同共軛程度的發(fā)色單元，可實(shí)現(xiàn)聚合物材料的多彩發(fā)光。這一研究成果賦予傳統(tǒng)的聚合物材料新的性能，加之材料來源廣、成本低，具有很大的應(yīng)用前景。

  作為國際上有機(jī)長余輝發(fā)光的開拓者，黃維院士團(tuán)隊一直致力于對有機(jī)長余輝發(fā)光材料的開發(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)長余輝發(fā)光、進(jìn)而首次實(shí)現(xiàn)單一有機(jī)晶體材料下的多彩長余輝發(fā)光以來，此項(xiàng)研究成果再次實(shí)現(xiàn)了長余輝發(fā)光領(lǐng)域的重大突破。相關(guān)研究工作以“Enabling long-lived organic room temperature phosphorescence in polymers by subunit interlocking”為題于Nature Communications（《自然?通訊》在線發(fā)表，黃維院士、安眾福教授為該論文的通訊作者。該研究工作得到了國家重大科學(xué)研究（973）計劃、國家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目、江蘇省杰出青年科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

  文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-11749-x