柔性室溫磷光材料在光電領域、可穿戴電子設備和柔性傳感器方面展現(xiàn)出廣闊的應用前景。通過在聚合物基質(zhì)中引入溶劑可以賦予材料良好的拉伸性能，是提高其柔性的有效策略，然而，溶劑環(huán)境往往會加劇分子運動，使得三線態(tài)激子發(fā)生非輻射衰減進而淬滅磷光。因此，構筑強韌、可拉伸以及長壽命的柔性室溫磷光材料仍然具有挑戰(zhàn)性。近期，蘭州大學唐瑜、呂少瑜教授團隊通過將兩性發(fā)色團摻雜進聚丙烯酸(PAA)的離子凝膠中，實現(xiàn)了兼具強韌、可拉伸和長壽命的室溫磷光柔性材料的構筑。值得指出的是，該工作以動態(tài)熱機械分析(DMA)作為橋梁，建立了離子凝膠的機械性能與光物理性能的聯(lián)系，這類似于人腦接收觸覺與視覺信號進而對物體產(chǎn)生認知。該工作為設計開發(fā)新型柔性室溫磷光材料提供了有效途徑，為揭示其機械性能與磷光性能的關系提供了新的視角。
圖1. 通過玻璃態(tài)離子凝膠構筑強韌、可拉伸以及長壽命的柔性室溫磷光材料，并利用DMA將其機械性能與光物理性能進行關聯(lián)
作者以聚丙烯酸(PAA)為聚合物基質(zhì)、氯取代兩性喹啉(QCl)為發(fā)色團、咪唑基離子液體為溶劑，合成了一系列離子凝膠，重點研究了離子液為1-乙基-3-甲基咪唑鎓對甲苯磺酰鹽(TsO)的離子凝膠(PAA-TsO)。結果顯示，PAA-TsO (125) 顯示出13.69%的量子產(chǎn)率、255 MPa的楊氏模量、39.6 MJ/m3的韌性。將其從應變0%拉伸至200%時，其磷光壽命僅有微小的降低(137.50 ms至125.20 ms)。
圖2. 通過DMA將離子凝膠的機械性能與光物理性能進行關聯(lián)
圖3. 離子凝膠在信息加密、極端環(huán)境以及形狀記憶與重塑方面的應用
該工作提出了一種強韌、可拉伸和長壽命室溫磷光離子凝膠的設計策略，揭示了其機械性能與光物理性能之間的關系，有望拓展室溫磷光材料在柔性領域的應用。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202419114
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