主页 · 10

零维有机铜(I)卤化物因结构可设计性强、光电性能优异且成本低廉，在新型发光器件与辐射探测领域展现出巨大的应用潜力。然而，仅通过调控晶体结构在单一同分异构体体系中同时实现全色可调发光、单相白光发射以及多重外部刺激响应，一直是该领域面临的重要挑战。针对这一难题，研究团队成功合成了一类具有相同化学式与空间群的零维同分异构有机铜(I)碘化物。该体系通过调控[Cu2I4]2-团簇的排列方向与周围分子环境，实现了从蓝光到红光以及单相白光的全色发光调控，其最高荧光量子产率高达92.4%。此外，该材料还表现出卓越的温度感知能力、可逆化学刺激响应特性，以及高效的X射线闪烁性能，基于古法染布工艺制备的纸基柔性闪烁屏实现了20.8 lp/mm的超高X射线成像空间分辨率，为高性能发光材料的结构设计与多场景应用开辟了新思路。

高级并苯及其类似物因其独特的扩展大闭合 π 共轭体系而备受关注，但随着环数的增加，这类分子普遍面临合成难度大、溶解度极低以及环境稳定性差等严峻挑战，特别是可溶液加工的高性能 n 型高级并苯类似物一直未能被成功合成。针对这一难题，研究团队创新性地提出了恶嗪单元与苯环交替融合的合成策略，成功制备出包含九个稠环的新型 n 型高级并苯类似物——五苯并四恶嗪（PPTOs）分子体系。该类分子展现出优异的溶解性、超高的光热与空气稳定性，其最低未占据分子轨道（LUMO）能级深达 -4.1 eV 以下，且在近红外波段表现出强烈的吸收。基于溶液法制备的有机场效应晶体管（OFET）器件测试表明，该类分子的电子迁移率超过 0.1 cm² V⁻¹ s⁻¹，比已报道的同类溶液法高级并苯类似物提高了两个数量级，且器件在未封装的空气环境下展现出出色的长效稳定性。

本研究开发了一种分流一锅法硼化策略，打破了传统多重谐振热激活延迟荧光（MR-TADF）材料“一结构对应一发光体”的合成局限。研究团队基于单一的5,11-二氢吲哚并[3,2-b]咔唑（IDCz）前体，通过调控竞争性亲电硼化反应途径，在单次合成操作中成功构建出覆盖绿光、黄光及红光的三种结构各异的有机硼MR-TADF发光材料（BN-G、BN-Y与BN-R）。这些材料在薄膜中表现出接近100%的高光致发光量子产率以及低于25 nm的超窄发射半峰宽。基于该系列材料制备的OLED器件实现了最高达35.3%的外量子效率，且展现出优异的运行稳定性，为超高清显示所需的高色纯度、波长可调窄带发光材料的开发开辟了全新的合成范式。

有机太阳能电池兼具高光电转换效率与长期运行稳定性是实现商业化的核心前提。稠环三聚受体巧妙融合了小分子受体的高对称性与高平面性，以及高分子受体高玻璃化转变温度的双重优势，是构建高效率与高稳定性有机光伏器件极具潜力的分子平台。然而，由于稠环三聚体结构的复杂性，便捷且精准地调控其光电特性一直是一项巨大挑战。对此，南开大学研究团队通过在中央核心引入具有不同静电特性的电子给体、电子中性及电子吸体单元，首次构建了一系列光物理与静电学可调控的6-悬臂稠环三聚受体分子（CH34、CH35与CH36）。实验表明，吸电子核心三环喹唑啉的引入成功优化了受体的能级结构与分子堆积，基于CH36的二元器件实现了16.73%的光电转换效率，而在三元器件中更是实现了20.48%的突破性光电转换效率以及优异的热稳定性与光照运行稳定性。

近红外超长有机磷光材料由于具备较长的发光寿命，能够在激发光关闭后避开生物组织的自发荧光背景，因而在高对比度生物成像领域展现出巨大应用前景。然而，绝大多数有机磷光材料受限于紫外光激发和可见光发射，兼具可见光长波长激活与高效率近红外超长发光系统依然极其罕见。本研究提出了基于激发态构象动态学的分子设计新策略，成功开发出一种可被450 nm可见光高效激活的近红外超长有机磷光客体分子。该分子在635 nm和700 nm处展现出强烈的近红外磷光发射，发光寿命达到268 ms，磷光强度达12 cd/m²。结合基质隔离纳米组装技术，研究团队进一步构建了具有良好水分散性与缺氧响应能力的近红外磷光纳米探针。该探针在小鼠活体肿瘤成像中成功实现了高达39.47的信噪比（SBR），甚至能够被普通手机手电筒照射激活，为开发深层组织成像的有机发光探针开辟了全新路径。

近年基于多重共振效应的热激活延迟荧光（MR-TADF）发光材料凭借极高的色纯度与高达100%的理论内量子效率，在超高清显示领域引起了广泛关注。然而，传统的多硼取代MR-TADF材料大多局限于线性共平面拓展结构，常面临溶解性较差、合成位点选择性低以及需使用昂贵碱试剂等难题。南京大学郑佑轩教授团队与合作者在国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表研究论文，创新性地提出了一种基于四氮杂环酚大环骨架的单锅控温多硼化合成策略，成功合成了双硼取代物DPN2B与四硼取代物DPN4B。该系列大环分子不仅具有优异的溶解性与热稳定性，还在甲苯溶液中实现了低至451 nm和442 nm的深蓝光窄带发射，半峰宽分别低至22 nm和25 nm。基于DPN2B的溶液法制备OLED器件实现了458 nm的纯蓝光电致发光，最大外量子效率（EQE）达到6.4%，CIE色坐标精确匹配(0.14, 0.07)，为开发高色纯度大环发光材料提供了全新的分子设计思路。

针对传统光催化剂依赖紫外或可见光导致的组织穿透深度受限及生物毒性高的问题，本研究设计并合成了基于铂(II)卟啉与七甲川氰乙炔色素共轭的近红外光催化剂。在808 nm近红外光照射下，该催化剂通过能量转移与单电子转移双重途径，同步产生多种活性氧并催化代谢辅酶NADH氧化，实现对肿瘤细胞能量代谢与氧化还原平衡的双重打击。封装生成的纳米颗粒兼具荧光/光声双模态成像与54.95%的高光热转换效率，不仅在体内取得80%的肿瘤抑制率，更成功激活全身抗肿瘤免疫反应以遏制远端转移，为近红外光催化协同肿瘤诊疗开辟了新途径。

为了解决传统光致变色材料在变色时肉眼可见、无法实现真正“隐形”防伪的难题，研究者基于扩大晶格空位尺寸的思考，将材料结构从方钠石切换为六方达维石型铝硅酸盐。实验成功合成了首个仅在近红外区（约920 nm）具有可逆吸收变色响应的无机材料。该材料在紫外光照射下肉眼完全看不出颜色变化，但能被普通近红外相机识别，为高安全性隐形防伪标签开辟了新途径。