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  有機室溫磷光（RTP）材料由于具有相對環境友好和易于修飾加工等優點，在高級防偽、數據加密和解密、顯示、照明、分子傳感和生物成像等領域具有廣闊的應用前景。然而，有機化合物大的非輻射速率常數和弱的自旋軌道耦合使其三重態發射容易猝滅，超長壽命有機室溫磷光材料還比較難以獲得。目前獲得有機室溫磷光的方法主要包括通過n-π*躍遷引入芳香羰基化合物、雜原子和重原子等增強自旋軌道耦合和通過生長單晶誘導、H-聚集、鹵素鍵和離子相互作用以及將有機磷光小分子摻入剛性基質主體中抑制三重態電子的非輻射躍遷等方法。聚合物材料具有優良的柔韌性和伸縮性，易于加工，成本低等優點，將磷光分子摻雜到聚合物或者將其引入到聚合物或者共聚物的側基是一類有效的實現高效和長壽命磷光的方法，聚合形成的剛性分子環境能有效抑制非輻射弛豫。

  王平和謝鶴樓課題組設計并合成了一系列具有扭曲電子給-受體結構的有機化合物，并將其溶解在甲基丙烯酸甲酯（MMA）中，通過原位聚合得到了系列單分散聚合物室溫磷光材料。該類RTP材料具有超長的磷光壽命，壽命達到了1.51s和1.64s。通過Gaussian 09模擬計算分析了該類化合物的長壽命是由于其適度的扭曲結構，多個三重態以及分子內電荷轉移特性。化合物在單晶狀態時實現了磷光和延遲熒光的雙重發射，在不同的延遲時間獲得了從藍色到黃色到紫紅色的多色可調余輝，有望應用于高水平的防偽。

圖1 聚合物的結構示意圖、光物理性能及其有機分子晶體的顏色可調余輝

  在上述基礎上，該課題組將上述得到的長壽命小分子化合物CDF引入乙烯基側基并與側基含多重氫鍵脲嘧啶酮UPy的乙烯基單體共聚得到了系列超長壽命聚合物室溫磷光材料。聚合物壽命達到2.16s，余輝持續時間為17s，磷光量子產率7.52%。超長壽命是由于聚合物中具有超強的多重氫鍵、羰基和雜原子，以及UPy和CDF之間的能量轉移。且該類聚合物具有耐高溫高濕的特性。該工作對耐高溫高濕聚合物室溫磷光材料的研究提供了新的思路。

圖2 聚合物P1-P4的室溫磷光圖和壽命曲線及其耐高溫高濕特性

  以上相關成果分別發表在最近的ACS Applied Materials&Interfaces和Advanced Optical Materials。論文的第一作者分別為湘潭大學碩士研究生陳仁杰和朱炎，共同第一作者為北京大學關妍博士，通訊作者為湘潭大學王平副教授和謝鶴樓教授，論文還得到了北京大學范星河教授、湘潭大學王學業教授和汪璞副教授的大力支持。

  原文鏈接： 

  https://doi.org/10.1021/acsami.1c12249

  https://doi.org/10.1002/adom.202100782