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  近日，西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院黃維院士、安眾福教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在有機(jī)長余輝發(fā)光領(lǐng)域再次取得新突破，設(shè)計(jì)并開發(fā)一系列聚合物長余輝材料，該成果在線發(fā)表于國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Nature Communications（《自然.通訊》）。

  長余輝發(fā)光是指發(fā)光材料撤去激發(fā)光源后，仍能持續(xù)發(fā)光數(shù)秒至數(shù)小時(shí)的一種發(fā)光現(xiàn)象。長余輝發(fā)光材料俗稱“夜明珠”，即使在黑暗中，也能發(fā)出奪目的光芒，被古代帝王奉為稀世珍寶。

  長余輝發(fā)光材料被廣泛應(yīng)用于夜間應(yīng)急指示、儀表顯示、光電子器件以及國防軍事等領(lǐng)域、特別是近年來憑借其長壽命、大的斯托克斯位移以及豐富的激發(fā)態(tài)性質(zhì)被用于防偽、加密以及生物成像等一些前沿科學(xué)領(lǐng)域。與無機(jī)長余輝材料相比，室溫有機(jī)長余輝材料具有較好的生物相容性、導(dǎo)電性，加之成本低廉、結(jié)構(gòu)易修飾等優(yōu)點(diǎn)，備受人們關(guān)注。

  近幾年，有機(jī)長余輝材料得到了快速發(fā)展，然而這類材料主要集中在晶體小分子和主客體摻雜體系。由于晶體小分子體系的結(jié)晶性和主客體摻雜體系的相分離等問題，限制了材料的實(shí)際應(yīng)用。聚合物材料具有柔性、質(zhì)輕、可旋涂、可拉伸等諸多優(yōu)勢，在柔性電子領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力。然而，如何實(shí)現(xiàn)聚合物材料的長余輝發(fā)光是該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)之一。

  針對(duì)此問題，西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院黃維院士和安眾福教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)提出通過離子鍵鎖定發(fā)色單元，在聚合物共價(jià)鍵的作用下，實(shí)現(xiàn)了離子型聚合物的長余輝發(fā)光，發(fā)射壽命長達(dá)2.1 s。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論計(jì)算表明該類聚合物材料具有室溫長余輝的原因是離子鍵抑制了發(fā)色單元的非輻射躍遷。該設(shè)計(jì)理念不僅適用于芳香型的聚合物材料體系，也是適用非芳香型的聚合物材料體系。此外，他們還首次報(bào)道了激發(fā)波長依賴的聚合物磷光發(fā)射，實(shí)現(xiàn)余輝顏色從藍(lán)到橙顏色可調(diào)。從分子設(shè)計(jì)角度來看，選擇不同共軛程度的發(fā)色單元，可實(shí)現(xiàn)聚合物材料的多彩發(fā)光。這一研究成果賦予傳統(tǒng)的聚合物材料新的性能，加之材料來源廣、成本低，具有很大的應(yīng)用前景。

  作為國際上有機(jī)長余輝發(fā)光的開拓者，黃維院士團(tuán)隊(duì)一直致力于對(duì)有機(jī)長余輝發(fā)光材料的開發(fā)、新機(jī)理的研究以及新應(yīng)用的探索，繼在單一組分有機(jī)半導(dǎo)體中實(shí)現(xiàn)長余輝發(fā)光、進(jìn)而首次實(shí)現(xiàn)單一有機(jī)晶體材料下的多彩長余輝發(fā)光以來，此項(xiàng)研究成果再次實(shí)現(xiàn)了長余輝發(fā)光領(lǐng)域的重大突破。相關(guān)研究工作以“Enabling long-lived organic room temperature phosphorescence in polymers by subunit interlocking”為題于Nature Communications（《自然?通訊》在線發(fā)表，黃維院士、安眾福教授為該論文的通訊作者。該研究工作得到了國家重大科學(xué)研究（973）計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金委面上項(xiàng)目、江蘇省杰出青年科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

  文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-11749-x