田禾院士和马骧有机室温磷光材料通用设计策略研究的重要进展

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近日，我校费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的田禾院士和马骧教授团队设计了一种利用离子型聚合物外部重原子效应和刚性离子键网络的掺杂纯有机室温磷光（RTP）体系，构建了能直接从传统荧光染料出发，不经化学修饰设计磷光材料的普适策略。该成果近期以“Activating Room-Temperature Phosphorescence of Organic Luminophores via External Heavy-Atom Effect andRigidity of Ionic Polymer Matrix”为题，发表于国际著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.(DOI: 10.1002/anie.202108025)。

       室温磷光（RTP）是一种不同于荧光的发光现象，在防伪材料、分子开关和生物成像等领域有着广泛的应用并得到了广泛关注。与传统的无机或金属-有机磷光体系相比，纯有机RTP材料具有毒性低、成本低和可加工性好等优势。纯有机RTP材料可以通过结晶诱导磷光机制获得。近年来通过共聚等策略实现的无定形RTP材料在一定程度上避免了晶态材料需要严格生长条件和重复加工方面的缺陷。然而，上述种种方法大部分都需要精巧的分子设计和复杂的合成手段。有机发光材料领域迫切需要直接从现有的荧光染料出发、无需任何化学修饰来设计纯有机磷光材料的构建策略。
          该策略利用了一种具有外部重原子效应和刚性网络的离子型聚合物基质（PAB），构建了一种新型的掺杂RTP体系。PAB具有溴离子，可以在掺入其中的染料受激发后通过外部重原子效应促进其系间窜越（ISC）过程，从而诱导其激发三重态的产生。与此同时，溴阴离子还与聚合物主链上的季胺阳离子形成了刚性的离子键网络，从而抑制了磷光体的非辐射跃迁过程。也就是说，染料激发三重态的产生和稳定都通过同一个聚合物基质实现了，从而诱导了其RTP。同时，本文也证明了这些掺杂材料均处于无定形态，这保证了所得材料的可加工性。本工作不仅为化学和材料科学工作者提供了一种设计磷光材料的便捷手段，也提供了研究三重态的一个有力工具。
         本研究的通讯作者为马骧教授，第一作者为本科生严子昂（现已被录取为华理直博生，师从田禾院士），该研究工作得到了田禾院士的悉心指导。研究成果得到了国家自然科学基金委基础科学中心项目、国际合作重点项目、优青项目和上海市优秀学术带头人等项目资金的支持。
         原文链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108025


          文章来源：华东理工大学
        马骧，教授，博士生导师，国家优秀青年科学基金项目获得者。英国皇家化学会会士（FRSC)。天津大学学士，华东理工大学大学博士。美国肯特州立大学博士后，加州大学伯克利分校访问学者。英国染色家学会染料索引（Colour Index）编委，中国化学会超分子化学专委会委员，中国化工学会染料专委会委员等。Dyes  Pigm执行主编，Sci China Chem，Chinese Chem Lett 编委等。主要从事超分子化学，有机光电功能组装材料的研究。已在Chem. Soc. Rev., Acc. Chem. Res., JACS, Angew等发表论文100余篇，引用4700余次，发明专利十余项，学术译著两部等。获基金委优青项目资助（2017），上海市自然科学二等奖（2019），侯德榜化工科学技术青年奖（2019），上海市“曙光学者”（2019），上海市青年科技英才（2018）等。
         田禾 男，汉族，1962年7月出生，教授，博士生导师，中国科学院院士，国家“973计划”首席科学家，华东理工大学党委常委、化学与分子工程学院院长兼精细化工研究所所长.1982年本科毕业于南京理工大学化学化工学院，1986年和1989年在华东理工大学先后获硕士学位和工学博士学位。先后两次由德国洪堡基金会资助在德国开展合作研究，1996年获得国家杰出青年基金，1999年被聘为国家教育部长江学者奖励计划特聘教授，2011年当选中国科学院院士。