具有室溫磷光(RTP)特性的聚合物材料因易于加工、適用于多種發光應用而被認為極具潛力。然而,目前此類材料及其發光信號的穩定性仍然有限。這主要是因為這類體系通常依賴極性基團通過氫鍵或離子鍵限制發光團,從而實現RTP,但這些相互作用對水分極為敏感,導致材料在日常環境中實用性受限。因此,亟需開發具備高穩定性和長余輝RTP信號的材料。
復旦大學高分子科學系的朱亮亮教授團隊通過將不同的微量發光團無規共聚到聚丙烯酸主鏈中,制備出環保型長余輝發光膠黏劑。該團隊提出了一種新穎的技術——水誘導的聚合物鏈重組。當聚合物經水處理后,其RTP信號都會變得更亮、更持久。這一過程可在室溫下發生,形成對發光團具有保護作用的局部限域區域,使材料實現了在RTP聚合物領域中極為優異的余輝壽命,并在環境中具有較高的穩定性。
此外,當材料暴露于大量水中時,仍可溶解并作為可移除的膠黏劑使用,展現出優異的環保特性。這些膠黏劑及其長余輝性能極為穩定,可長期保持。其發光信號可用于無損、精確地監測黏合過程,為高性能RTP聚合物的實際應用提供了新的思路。
2025年10月15日,該成果以“Water Treatment for Long-Lived Room Temperature Phosphorescent Adhesives”為題發表在《Advanced Materials》,復旦大學高分子科學系博士研究生葉文彥為論文的第一作者。

圖1. (a) 聚合物體系的化學結構。(b) 水誘導的聚合物鏈重組示意圖。(c) 通過余輝效應實現可視化黏合過程。

圖2. (a) PBAA原始粉末與經水處理薄膜的余輝照片。(b, c) 不同投料比例下合成的PBAA薄膜的延遲光譜和壽命衰減曲線。(d) PBAA原始粉末與經水處理薄膜的延遲光譜。(e) 不同摻入比例下PBAA原始粉末與經水處理薄膜的室溫磷光壽命。(f, g)PBAA與BPMA@PAA薄膜的延遲光譜和壽命衰減曲線。

圖3. (a, b) 不同干燥溫度下水處理PBAA薄膜的延遲光譜與壽命衰減曲線。(c) PBAA薄膜在吸水/干燥循環中的壽命變化。(d–f) 原始粉末與水處理薄膜的FTIR、XRD和DSC結果。(g) 不同制備條件下PBAA的水接觸角。(h) 不同濃度冷凍干燥PBAA樣品的壽命曲線。(i) 水溶液中PBAA的粒徑分布。 (j) 不同濃度PBAA的TEM圖像。

圖4. (a) 不同濃度PBAA水溶液的力–位移曲線;(b) 動態力學頻率掃描曲線。(c) PBAA與市售膠的力–位移對比。(d) PBAA膠黏劑可穩固粘合硅膠板,長時間承受懸掛負載。(e) 以PBAA膠黏劑粘合不銹鋼板和玻片,可懸掛20 kg重物。(f) PBAA膠黏劑在多種材料表面均展現出優異的黏附性能。

圖5. (a) PBAA膠黏劑在日常濕度環境下放置120天的余輝照片。(b) PBAA與兩種市售膠水在干燥過程中的發光表現。(c) PBAA溶液形成發光纖維的照片。(d)發光天鵝模型示意圖。
原文鏈接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202511626
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