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華東理工大學(xué)馬驤教授團隊 Adv. Mater.：基于生物基大環(huán)的高性能有機超長室溫磷光材料
2025-02-13  來源：高分子科技

  有機超長室溫磷光（OURTP）材料憑借其卓越的性能，正逐漸成為眾多領(lǐng)域備受矚目的焦點。然而，當前的OURTP材料依然面臨著諸多亟待突破的瓶頸。一方面，晶體工程雖然能夠精確調(diào)控材料結(jié)構(gòu)，但往往需要苛刻的制備條件; 另一方面，基于石油基聚合物的OURTP材料在可降解性和可循環(huán)性方面存在明顯缺陷，難以滿足當下對可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。此外，生物基摻雜雖然引入了可再生資源的概念，但在發(fā)光性能的穩(wěn)定性和強度上仍有待提升。在這樣的背景下，開發(fā)出兼具刺激響應(yīng)性能、可持續(xù)性以及高性能的OURTP材料，已然成為該領(lǐng)域亟待攻克的重大挑戰(zhàn)。


圖1 基于γ-環(huán)糊精摻雜體系的構(gòu)建及性能圖示


  近期，華東理工大學(xué)馬驤教授團隊與上海市刑事科學(xué)技術(shù)研究院劉文斌研究員團隊合作，基于硼酸基化合物客體和生物質(zhì)主體γ-環(huán)糊精（γ-CD），開發(fā)了一系列具有刺激響應(yīng)性和全色可調(diào)的高性能生物基OURTP材料（圖1）。研究團隊通過切換不同的硼酸基化合物，實現(xiàn)了從藍光到紅光的全彩余輝（圖2c和圖3）。其中，TPB-CD材料在發(fā)光壽命和發(fā)光量子產(chǎn)率方面表現(xiàn)出色，其發(fā)光性能遠超已報道的生物基OURTP材料（圖2b）。此外，這些摻雜體系展現(xiàn)出多種刺激響應(yīng)性能，包括光激活、機械響應(yīng)、溫度響應(yīng)、濕度響應(yīng)和激發(fā)依賴性（圖4）。實驗表明，這些性能源于摻雜體系中氫鍵、主客體包結(jié)和共價交聯(lián)的協(xié)同作用（圖5）。這些多重刺激響應(yīng)的高性能OURTP被成功應(yīng)用于智能信息儲存器、信息重寫以及紫外光軌跡追蹤（圖6）。開發(fā)的高性能生物基OURTP材料，不僅在性能上取得了顯著突破，更在環(huán)保方面展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。γ-環(huán)糊精作為一種生物質(zhì)材料，具有可再生、可降解和環(huán)境友好等特點。這使得該系列材料在滿足高性能需求的同時，也符合可持續(xù)發(fā)展的要求，為未來高性能發(fā)光材料的研發(fā)提供了新的思路和方向。該工作以“High-Performance Organic Ultralong Room Temperature Phosphorescence Based on Biomass Macrocycle”為題，在Adv. Mater. 上在線發(fā)表（DOI: 10.1002/adma.202418506）。該研究工作得到了基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項目、國家杰出青年科學(xué)基金、國際合作重點項目、上海市優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人項目、博士后創(chuàng)新人才支持計劃等項目資金的支持。


  論文信息：Zhenyi He, Jinming Song, Chunli Li, Zizhao Huang*, Wenbin Liu*, and Xiang Ma*. High-Performance Organic Ultralong Room Temperature Phosphorescence Based on Biomass Macrocycle. Adv. Mater. 2025, 2418506.

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202418506

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