【材料】唐本忠院士团队在有机室温磷光材料研究中取得重要进展

来源：X一MOL资讯

长余辉是一种有趣的发光现象，在化学传感、防伪、信息存储、生物成像等领域有着特殊的应用。然而，长余辉发光的有机材料（例如有机室温磷光材料，organic persistent room-temperature phosphorescence）的开发因其较低的发光效率而滞后。而且，提高有机长余辉的发光效率和延长其发光寿命通常不可兼得，在一些体系中甚至彼此矛盾（Chem, 2016, 1, 592；文中首次阐述并尝试解决这一问题）。目前，越来越多的研究小组开始关注这一领域内的难题，然而已报道的大部分有机长余辉磷光材料效率仍然较低，大大限制了其广泛应用。

近日，香港科技大学的唐本忠院士团队和哈尔滨工业大学（深圳）的何自开合作，在前期关于有机室温磷光体系理论研究的基础上，提出一种全新的分子结构设计策略，同时实现有机室温磷光发射的高效率和长寿命。

作者借用高效的分子内三重态-三重态能量转移（intramolecular triplet-triplet energy transfer，TTET）过程巧妙设计解决这一难题（图1）。设计连接（溴）二苯并呋喃或（溴）二苯并噻吩与咔唑单元为分子整体，利用咔唑吸收激发光源生成最低单线态（S1），（溴）二苯并呋喃或（溴）二苯并噻吩可以促进分子内激发单线态与三线态的高效系间窜越，提供了三线态（Tn）桥梁，Tn虽然可以高效生成但是（发光）寿命短；分子内几乎定量的三线态-三线态能量转移使分子激发态最终到达低能级的咔唑三线态（T1），由于具有纯的3(π, π*)激发态特征而发射出长寿命的磷光。TTET成功分离高效系间窜越产生的Tn中心和用于长寿命发光的中心T1，分子结构上允许有机室温磷光发射的高效率和长寿命，从根本上解决了二者不可兼得的矛盾关系。

图1. 利用分子内三线态-三线态能量转移来实现高效长余辉发光的策略

这一成果发表在近期的Nature Communications 上，香港科技大学的唐本忠教授和哈尔滨工业大学（深圳）的何自开副教授为该工作的共同通讯作者，文章的第一作者是香港科技大学的博士后赵伟军和博士研究生张子晟。该工作得到国家自然科学基金委、深圳市科技计划等基金的支持。