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  近日，《德國應用化學》（《Angewandte Chemie International Edition》）發表了李振教授團隊的最新研究論文。論文題目為《基于純有機室溫磷光分子的力致發光激發態研究》（《Elucidating the Excited State of Mechanoluminescence in Organic Luminogens with Room-Temperature Phosphorescence》），論文的第一作者是博士研究生楊杰，李振教授為通訊作者。這是該雜志今年第二次報道李振團隊在力致發光領域的研究成果。

  力致發光現象是一種非常重要又獨具魅力的發光方式，是指固體材料受到研磨，摩擦或者振動等外力作用時以光的形式對外發出能量。這一現象實際上由來已久，最早的報道可見弗蘭西斯·培根于1605年發表的《學術的進展 (Advancement of learning)》。長期以來，力致發光現象得到了科學界的廣泛關注，然而在以往的嘗試中，由于π-π堆積所導致的聚集誘導猝滅效應嚴重限制了力致發光過程的深入研究。

  2015年科學家首次將聚集誘導發光(AIE)與力致發光相結合，為這一領域注入了全新的活力。然而在以往的研究中，大多數的報導局限于力致熒光分子，而與之相對應、理論上存在的力致磷光分子鮮有提及。2016年，武漢大學李振課題組首次發現了一個在室溫下具有AIE效應的力致磷光分子DPP-BO，為證明激發三線態存在于力致發光過程中提供了有力的證據(Angew. Chem.-Int. Ed. 2017, 56,880-884)。遺憾的是，分子DPP-BO不具備室溫磷光特性，僅在低溫(77K)下才可觀察長壽命的磷光，從而難以研究室溫下力致發光的激發態性質。

圖1力致發光現象的研究進程。

  近來，該團隊在研究中發現了一類具有室溫磷光的力致發光分子(CzS-CH3 和CzS-C2H5), 完美地彌補了之前的研究缺憾。以CzS-C2H5為例，其晶體的光致發光光譜中有兩個發射峰：426 nm 和497 nm。 它們對應的衰減壽命分別為1.77 ns和4.59 ms，表明426 nm處對應的是熒光峰，497 nm處對應的是磷光峰。但是，CzS-C2H5晶體的力致發光光譜只在430 nm左右有一個明顯的峰，與其在研磨態的光致發光光譜更加接近。

圖2 力致發光行為和光致發光行為的對比

(A) CzS-C2H5晶體的光致發光光譜和力致發光光譜；

(B) CzS-C2H5晶體光致發光的衰減壽命;

(C) CzS-C2H5研磨態的光致發光光譜和晶體的力致發光光譜;

(D) CzS-C2H5晶體和研磨態的粉末XRD譜圖；

(E) 分子CzS-C2H5低溫溶液的衰減壽命。

  通過晶體堆積的分析，并輔助以理論計算，發現分子二聚體在光致發光和力致發光過程中扮演了重要的角色——在光致發光過程中，分子二聚體的形成有利于分子間電荷轉移的產生，從而促進激發單線態到三線態的系間竄越，導致了室溫磷光；而在力致發光過程中，分子二聚體在機械力的作用下破裂，會限制其系間竄越，導致力致發光光譜更加接近于研磨態的光致發光光譜（包括強的熒光部分和弱的磷光部分）。

圖3分子CzS-CH3和CzS-C2H5在光致發光和力致發光過程中的內部機制

  基于此，他們巧妙地借助成熟的光致發光理論，對力致發光的激發態性質進行了充分的解析，豐富了此領域的重要相關信息，為以后其他力致發光現象的研究提供了新思路。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201708119/full