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【创新前沿】《应用化学》和《化学科学》连续报道我校在有机室温磷光材料研究领域新进展

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  稿件来源: 化学学院  |   作者:马骧  |  摄影:马骧  |  编辑:宇澄  |  访问量:4748

近日,我校费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的马骧教授团队在有机室温磷光材料领域连续取得重要进展,相关研究成果分别在线发表于化学领域国际著名期刊德国《应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2019, DOI: 10.1002/anie.201914513)和英国皇家化学会旗舰刊物《化学科学》(Chem. Sci. 2019, DOI: SC-EDG-10-2019-005502)。

室温磷光(Room-temperature phosphorescence, RTP),作为较为特殊的一类长寿命光致发光现象,因其较大的斯托克斯位移和对环境因素的多重响应性,在有机发光二极管、传感检测和防伪材料等领域得到了广泛的重视。已经报道的纯有机室温磷光大多基于晶体、聚合物、小分子等固态体系,而液态或溶液态的纯有机室温磷光往往很难实现。

针对这一问题,田禾院士、马骧教授科研团队利用常见的超分子大环主体分子葫芦[8]脲和简单的染料客体分子,首次实现基于主客体组装的可见光激发水相纯有机室温磷光。这一特殊的主客体络合物也被用于实现Hela细胞成像以及多色发光水凝胶的制备,具有潜在的生物应用价值。这一通过组装诱导发光(Assembling-Induced Emission)实现水相纯有机室温磷光的策略,打破了前期工作中溶液态磷光猝灭的限制,有望在时间分辨成像领域结合磷光的长寿命特性实现新的突破,为水相室温磷光的构建提供了新的思路。

另一方面,迄今为止,有关近红外室温磷光的研究成果鲜有报道,并且研究对象多为含重金属的有机配合物。针对设计制备具有长波长(如近红外)发射的有机室温磷光材料,并拓展其在化学生物学等领域的应用这一难点问题,马骧教授团队使用了一种巧妙但高效的自由基聚合方法,将含碘的Bodipy染料与丙烯酰胺共聚,得到了一系列由可见光激发、具有近红外室温磷光发射的无定形态聚合物材料。该体系通过引入碘原子来促进系间窜跃,其使用的丙烯酰胺聚合物刚性结构不仅可以减弱发光分子的振动,也可以减少外界的氧气等猝灭因素的干扰,从而减少非辐射跃迁。此外,通过在聚合反应中引入交联剂和含有四重氢键的基团,该研究团队还得到了具有快速自修复功能的近红外室温磷光凝胶。

以上研究工作主要由博士研究生汪洁和张婷在马骧教授指导下完成,得到了田禾院士的悉心指导,在单晶测试解析方面得到了解永树教授、湖北大学研究生罗枭鹏和日本理学公司严子耳工程师的大力帮助。研究成果得到了费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心、国家自然科学基金基础科学中心项目和优青项目、诚信捕鱼大平台曙光计划等项目资金的支持。

近期以来,田禾院士、马骧教授团队在基于功能染料的有机光电功能组装材料领域取得了一系列重要成果(JACS, 2018, 140, 1916; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 10854; ACS Appl. Mater. Inter., 2019, 11, 14399; Adv. Optical Mater. 2019, 7, 1901277; Chem. Sci. 2018, 9, 5709等),并受邀在国际顶级化学期刊Acc. Chem. Res. (2019, 52, 738)撰写了综述。

文章链接:

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc05502a#!divAbstract

发布日期:2019年12月06日15时11分
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