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  無定形態(tài)純有機(jī)室溫磷光材料由于具有獨(dú)特的光物理性質(zhì)、低生物毒性、易于制備和加工等特點(diǎn)，近年來逐漸成為了有機(jī)發(fā)光材料領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。具有含白光在內(nèi)的可調(diào)控多色發(fā)光智能材料在照明和顯示設(shè)備等領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價(jià)值，引起了科研工作者們的廣泛重視。迄今為止，具有可調(diào)控多色發(fā)光的熒光材料已經(jīng)有了不少報(bào)道，而具有類似性能的室溫磷光材料并不多見。

  在設(shè)計(jì)和制備無定形態(tài)純有機(jī)室溫磷光材料時(shí)，聚合物由于具有較長的分子鏈和較大的分子量，因而可以作為一種剛性化基質(zhì)來抑制磷光分子的非輻射失活。在前期的工作中，馬驤教授課題組就已經(jīng)證明了聚丙烯酰胺是一種可以有效減弱磷光體分子振動(dòng)、隔絕外界氧氣、促進(jìn)室溫磷光發(fā)射的基質(zhì)，他們利用該基質(zhì)，制備了一系列具有多色磷光（含白光）發(fā)射的無定形態(tài)聚合物，這些聚合物同時(shí)還具備發(fā)光顏色隨時(shí)間變化的余輝現(xiàn)象。

圖1 聚合物結(jié)構(gòu)示意圖

  研究團(tuán)隊(duì)將溴萘酰亞胺衍生物和苯甲酸衍生物與丙烯酰胺以不同的投料比（1:20:1000, 1:30:1000, 1:40:1000）進(jìn)行自由基共聚，得到了三個(gè)共聚物P1、P2和P3。兩個(gè)磷光分子的投料比不同，終產(chǎn)物的發(fā)光顏色也不同。由于溴萘酰亞胺的最佳激發(fā)波長為350 nm，磷光發(fā)射波長為580 nm，而苯甲酸的最佳激發(fā)波長為254 nm，磷光發(fā)射波長為440 nm。因此，當(dāng)改變聚合物P1、P2和P3的激發(fā)波長時(shí)，其雙發(fā)射峰的相對(duì)強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)包含白光在內(nèi)的可調(diào)控多色發(fā)光現(xiàn)象。

圖2 P1（a）、P2（d）和P3（g）在不同激發(fā)波長下的光致發(fā)光光譜；P1（b）、P2（e）和P3（h）在580 nm和440 nm處的相對(duì)發(fā)射強(qiáng)度與激發(fā)波長的關(guān)系。根據(jù)光譜圖計(jì)算得到的P1（c）、P2（f）和P3（i）的CIE 1931坐標(biāo)圖。

  此外，由于苯甲酸不含有重原子取代基，其磷光壽命會(huì)遠(yuǎn)長于溴萘酰亞胺。因此，當(dāng)激發(fā)波長為254 nm時(shí)，聚合物P1、P2和P3在580 nm和440 nm處的室溫磷光信號(hào)具有明顯不同的衰減速度。隨著延遲時(shí)間的增長，聚合物也會(huì)呈現(xiàn)出由橙色變?yōu)樗{(lán)色的余輝現(xiàn)象，其中也包含了接近于白色的余輝。該工作為構(gòu)建發(fā)光可調(diào)控的室溫磷光材料提供了新的策略和思路。

圖3 P1（a）、P2（d）和P3（g）在不同延遲時(shí)間下測得的磷光發(fā)射光譜；P1（b）、P2（e）和P3（h）在580 nm和440 nm處的相對(duì)發(fā)射強(qiáng)度與延遲時(shí)間的關(guān)系。根據(jù)光譜圖計(jì)算得到的P1（c）、P2（f）和P3（i）的1931 CIE坐標(biāo)圖。

  以上成果發(fā)表于Chemical Engineering Journal (2021, doi: 10.1016/j.cej.2021.128689)。論文的第一作者為華東理工大學(xué)的博士生張婷，通訊作者為馬驤教授。

  論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894721002874