近年來,超長有機(jī)室溫磷光材料(OURTP)因其獨(dú)特的發(fā)光現(xiàn)象而被廣泛關(guān)注,而溫度、光、壓力等外界刺激的刺激響應(yīng)型有機(jī)室溫磷光因其動(dòng)態(tài)調(diào)控發(fā)光顏色及強(qiáng)度的變化等,在信息加密防偽、傳感等領(lǐng)域有著更為廣泛的潛在應(yīng)用前景。然而,刺激響應(yīng)型OURTP報(bào)道還很少,而有機(jī)材料中單-三線態(tài)間的自旋軌道耦合弱、三線態(tài)激子的非輻射衰減速率快,氧猝滅三線態(tài)激子等,開發(fā)出長壽命、高效率且具有刺激響應(yīng)特性的超長有機(jī)室溫磷光材料仍然存在極大的困難和挑戰(zhàn)。
針對(duì)這個(gè)問題,南京郵電大學(xué)信息材料與納米技術(shù)研究院陳潤鋒教授團(tuán)隊(duì)將含硼磷光體摻雜在小分子主體氰尿酸中,得到高效率、長壽命的水刺激響應(yīng)型深藍(lán)OURTP材料,在干燥狀態(tài)下,磷光壽命達(dá)到5.08 s,磷光量子產(chǎn)率達(dá)到16.1%,在含水量達(dá)到20%時(shí),磷光量子產(chǎn)率提升至37.6%,壽命降為3.52 s(圖1),這是迄今為止報(bào)道的OURTP材料最好的性能之一。
圖1. (a) BDA和CA的分子結(jié)構(gòu), (b) 加水前后分子間相互作用示意圖, (c) 加水前(上)及加水(20 wt%)后 (下), 在日光燈、254 nm紫外光照射下(UV on)和關(guān)掉激發(fā)后(UV off)的照片、壽命(τ)、PhQY(φph)。圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.
基于水刺激響應(yīng)特性,將材料CB溶解于二甲基亞砜(DMSO)溶液中,涂覆在濾紙上,經(jīng)過烘干處理制得可復(fù)寫紙,包括二維碼、文字、剪紙?jiān)趦?nèi)的任何精細(xì)圖案都可通過商用打印機(jī)使用水作墨水打印。打印的圖案經(jīng)過DMSO蒸汽熏蒸便可有效擦除,經(jīng)過多次擦除/再寫,可復(fù)寫紙依然能保持極好的可逆性(圖2)。這種通過摻雜硼磷光體以及主客體氫鍵網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的刺激響應(yīng)OURTP,實(shí)現(xiàn)將水響應(yīng)特性和有機(jī)余輝特性相結(jié)合的高效防偽復(fù)寫紙,有效加深了對(duì)于刺激響應(yīng)型有機(jī)長余輝以及加密防偽應(yīng)用的理解,對(duì)于構(gòu)筑高性能有機(jī)長余輝材料提供了一個(gè)新的設(shè)計(jì)原則。
圖2. (a) 水打印防偽可復(fù)寫紙的制備, (b) 在日光燈、254 nm紫外光照射下(UV on)和關(guān)掉激發(fā)后(UV off)的二維碼照片, (c) 可復(fù)寫紙的可逆性, (d) 初始圖案和水打印加密圖案照片。圖片來源:Angew. Chem. Int. Ed.
這一成果近期發(fā)表在了Angewandte Chemie International Edition 上,文章的第一作者為碩士研究生張景瑜和博士畢業(yè)生徐申,通訊作者為南京郵電大學(xué)信息材料與納米技術(shù)研究院陳潤鋒教授。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目、江蘇省“333工程”,南京郵電大學(xué)“1311人才計(jì)劃”的支持。
原文鏈接:https://doi.org/10.1002/anie.202104361
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