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  柔性發光光電子器件，可用于穿戴電子、電子皮膚以及生物智能設備，成為學術界和工業界研究的重點。相比于目前高效穩定的窄帶隙紅光和綠光聚合物，聚合物藍光半導體由于結構性高能吸收、可組裝性易聚集以及化學物理不穩定，導致發光光譜不穩定、發光量子效率降低以及器件性能重復性差、工作壽命短，成為限制聚合物發光半導體應用于信息顯示和固體照明的重要瓶頸。作為最具實際應用潛力的寬帶隙發光聚合物，聚芴半導體，由于本身的深藍光、高熒光效率、易修飾等優點，被廣泛應用于發光光電子器件。與其它發光聚合物類似，傳統結構的聚芴半導體在加工和后處理過程中同樣呈現復雜的鏈構象行為和多相態轉變特性，易誘導薄膜中微納區域呈現各異的凝聚態結構，產生不穩定性的光電物理過程，降低器件的發光性能和穩定性（The Journal of Physical Chemistry Letters 2018, 9, 364-372. Polymer, 2018, DOI: 10.1016/j.polymer.2018.05.025. Soft Matter 2018, Accepted. Nano Energy 2018, 46, 241-248.）。

  基于前期光電高分子凝聚態結構研究的基礎上，南京工業大學海外人才緩沖基地黃維院士和林進義副教授課題組，進一步通過超分子功能化方法，對比研究氫鍵功能化前后分子鏈自組裝特性，有效論證了分子鏈聚集過程是誘導聚芴綠光帶發射的重要原因，分子水平上指出固態薄膜下聚芴綠光帶存在不同的聚集誘導機制：單鏈扭曲構象和多鏈激基締合物形成（Journal of Materials Chemistry C 2018, 6, 1535-1542. Journal of Materials Chemistry C, 2018, DOI: 10.1039/C8TC02975J.）。在此基礎上，借助位阻功能化，引入多維度的納米位阻基團，通過空間位阻作用抑制分子鏈間聚集作用，在納米和薄膜狀態下成功抑制綠光帶發射，從側面佐證了鏈聚集可直接誘導產生聚芴綠光帶（500-600 nm）的產生（Journal of Materials Chemistry C, 2018, 6, 7018-7023.）。因此，如何有效抑制固態薄膜下“鏈聚集”誘導產生的物理缺陷發光，成為構筑高效穩定的寬帶隙藍光發光體系及其光電子器件，成為目前研究該領域的研究重點。

  在前期的工作中，林進義副教授課題組初步探索了通過與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）摻雜實現氫鍵封裝過程，在固態薄膜中對二聚芴醇實現分子級分散（ACS Macro Letters 2016, 5, 967-971.）。近期，林進義副教授小組通過氫鍵和位阻功能化協同作用，構筑了一類氫鍵型芴基超分子聚合物（Materials Chemistry Frontiers, 2018, DOI: 10.1039/c8qm00397a.）。借助氫鍵作用自組織形成分子隔離層，將芴主體發色團分隔在晶體“分子籠里”，抑制分子鏈聚集，使稠環單元間電子云無法產生耦合作用，提高半導體在晶體狀態下的發光效率，降少晶體中分子發色團的斯托克位移，可有效降低激光增益閾值，證明了精確調控實現分子級自封裝過程是構筑高效發光體系的重要方法。然而，上述精巧的分子設計只適用于特定的分子，不具普適性。

  與器件封裝抑制器件間串聯和阻斷水氧作用，林進義副教授課題組指出超分子自封裝策略是構筑高性能發光共軛聚合物的重要方法，提出超分子塑料電子學（Supramolecular Plastic Electronic），是超分子電子學（Supramolecular Electronic）的重要內容。通過在側基引入具有載流子傳輸的稠環基團，借助精準的分子組裝，在發光主鏈周圍形成稠環封裝層，鏈間形成一道有效的位阻型隔離層，有效抑制分子鏈間的聚集作用和π-π電子耦合作用。同時，側基稠環間的π-π堆積作用可以在封裝層內部有效促進載流子的遷移，為主鏈間的載流子傳輸提供“中間媒介”，實現載流子在主鏈共軛骨架內部和主鏈間的二維載流子傳輸。因此，稠環封裝層在有效抑制主鏈間作用的前提下可以有效提高固態薄膜的載流子遷移。基于該設計理念，林進義副教授研究小組構筑了一類超穩定性藍光聚合物半導體，旋涂薄膜的發光特性呈現微弱的薄膜厚度依賴特性，在60-200 nm厚度變化均呈現良好的光譜穩定性，因此，通過刮涂的溶液加工方法構筑了大面積、均勻發光的柔性膜（30×20 cm）；瞬態吸收譜證明了稠環封端型發光聚合物在薄膜狀態下呈現明顯的單分子激發態發光特性，證明了超分子自封裝策略的有效性。與此同時，該發光薄膜在光水氧作用下，并未發現明顯的綠光帶發射產生，證明分子自封裝策略可有效提高半導體的發光穩定性。因此，基于該半導體的發光薄膜，實現了2.56 cd/A和半峰寬為32 nm的深藍光發光器件。在此基礎上。以PEDOT:PSS為電極，構筑一類高性能、大面積的柔性深藍光發光器件，電流效率達到1.73 cd/A。與前期人們發現電致光譜的薄膜依賴性不同的是，半導體的電致光譜并不存在明顯的膜厚依賴特征，為后期通過溶液加工實現大規模的器件加工提供可能。此外，相關工作正在有序的開展，也取得一系列有意思的現象，證明了超分子自封裝策略的有效性，是一類普適性分子設計理念。相關工作近期發表在Advanced Materials（Advanced Materials2018, 1804811. DOI: 10.1002/adma.201804811.）

  該系列工作聚焦于通過多層次凝聚態調控揭示并解決寬帶隙聚合物藍光半導體不穩定性根源問題，實現藍光光電子器件的高性能化和柔性化，后續相關工作有序開展，得到南京郵電大學解令海教授和英國牛津大學Donal Bradley教授的傾力幫助，及南京郵電大學張新穩教授、帝國理工學院王旭華博士和Paul教授、墨爾本大學的Trevor教授、馬德里前沿科技研究所的Juan、上海交通大學劉烽教授、東南大學的徐春祥教授等國內外學者的幫助和指導。

  該系列工作得到了科技部973計劃（2015CB932200）、國家自然科學基金委（61874053、 21504041）、江蘇省六大高峰人才計劃（XYDXX-019）、江蘇省高效自然基金重大項目（18KJA430009）、江蘇省先進生物與化學制造協同中心留學基金等項目的資助和支持。

  論文鏈接：

  https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201804811

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/qm/c8qm00397a

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/tc/c8tc01431k

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/tc/c8tc02975j

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2018/tc/c7tc04833e

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032386118304191