【CEJ】北京交通大学赵谡玲团队|突破22.7%外量子效率!精准空间调控异相发光层激子动力学,蓝光超荧光OLED性能提升36%
在有机发光半导体(OLED)领域,开发兼具高效率和高色纯度的深蓝光器件一直是实现超高清显示的重大挑战。针对蓝光超荧光体系中敏化剂与终端发射体在基质极性选择上的冲突,以及传统单侧异相敏化结构中激子复合区与敏化层空间错配的难题,研究团队提出了基于激子密度分布精细调控的双侧异相敏化策略。通过引入红光磷光分子作为探针精确绘制发光层内部的激子密度梯度,研究人员将高极性基质构筑的敏化层精准置于激子复合峰值区域,建立了高效的“夹心式”双向福斯特能量转移(FRET)通道。该策略成功将蓝光超荧光OLED的最大外量子效率提升至22.7%,较单侧敏化器件实现了36%的显著增幅,同时有效抑制了敏化剂的本底发射,保持了极高的蓝光色纯度,为高性能蓝光OLED的结构设计与激子动力学调控提供了全新思路。
【Angew.Chem.】无硼、超窄,靠机器学习从两万种分子中找出蓝光OLED材料
为解决窄带蓝光OLED材料依赖难合成的含硼结构这一难题,研究者利用图神经网络结合高精度量子化学计算,从1.9万余种咔唑类稠环芳烃中筛选并合成了两种无硼发光分子。实验表明,新分子的发射半峰宽低至17–19 nm,器件最大外量子效率达到35.2%,色坐标贴近Rec. 2020纯蓝标准,证实了无硼窄带蓝光发光材料的可行性。
【Angew.Chem.】靠改变晶格结构扩大空位,合成出肉眼完全不可见的近红外光致变色材料
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。
荧光爱好者日刊(第四十四期)
本期荧光探针领域涌现了多项突破性工作,涵盖从近红外二区成像、双模态探针设计到疾病微环境响应的智能探针开发。研究者们通过分子工程策略,实现了从单一荧光响应到多模态、多靶点、可激活的精准成像,为肿瘤诊断、神经退行性疾病监测和药物筛选提供了有力工具。
【思考】肿瘤酸碱微环境的反转机制、生物学效应与靶向干预策略
肿瘤微环境(Tumor Microenvironment, TME)的物理化学特征重塑是实体瘤发生、演进及治疗耐药的核心驱动力之一。在正常生理条件下,哺乳动物的细胞外液酸碱度(pH_e)被精确维持在 7.40 \pm 0.02 的弱碱性范围内,而细胞内酸碱度(pH_i)保持在约 7.20。然而,在实体瘤组织中,这种经典的酸碱梯度发生了根本性的倒置(pH Inversion),即细胞外微环境显著酸化(pH_e 降至 6.0 \sim 6.8),而细胞内部却维持着相对偏碱性的状态(pH_i \ge 7.4)。这种酸碱反转不仅是肿瘤代谢异常的副产物,更构成了肿瘤细胞与宿主免疫系统及基质细胞博弈的生物化学屏障。系统阐明肿瘤酸碱微环境的分子泵转运机制、表观遗传重塑效应及免疫抑制网络,对于开发针对肿瘤微环境的精准诊疗工具及克服免疫与化疗耐药具有重要的临床意义。
【JACS】共轭拓展偶氮噻吩分子:同步实现可逆光致异构与光调控电荷传输
在这项发表于《美国化学会志》(JACS)的前沿研究中,科研团队成功解决了一个长期困扰光电分子材料领域的难题:如何在单一分子架构中同时兼顾高效的光致变色(光控开关)性能与优异的电荷传输能力。研究人员系统设计并合成了两类新型的π共轭芳基偶氮寡聚噻吩和寡聚噻吩并酰苯材料,通过巧妙的晶体工程调控骨架排布,在固体薄膜状态下实现了高度稳定的光致异构化及材料形貌的可控重构。基于该材料制备的单载流子器件成功证明,在不同波长光照下,其体电子迁移率可展现出高达约4倍的电荷传输调制能力,为开发下一代智能光电开关、多功能光敏异构化器件及有机半导体架构提供了全新的构筑范式。
【JACS】首次合成双吡咯稠合萘二酰亚胺,电子迁移率高达0.59 cm² V⁻¹ s⁻¹,刷新有机半导体性能
在本研究中,科学家们首次成功构建了双吡咯稠合萘二酰亚胺(NDPI) 这一全新分子骨架,并深入探讨了其在高性能有机半导体领域的潜在应用。作为有机电子学的明星构筑基元,萘二酰亚胺的传统核心稠合策略往往面临合成瓶颈。研究团队通过创新的合成路径,突破了侧向构建吡咯环的重重阻碍,成功揭示了该体系独特的平面π-共轭结构及超分子氢键网络。以此为基础,团队设计并合成了一系列给体-受体(D–A)型共聚物,这些聚合物不仅展现出优异的空气与热稳定性,更实现了从平衡双极性到单极性n型的电荷传输特性调控。在场效应晶体管器件中,该体系表现出极为优异的电荷迁移率,其中最高电子迁移率达到了0.59 cm² V⁻¹ s⁻¹。这一成果不仅填补了五元杂环稠合萘二酰亚胺家族的空白,也为构筑新一代高性能有机电子材料开辟了全新方向。
【CEJ】4分钟去除超99%抗生素,新型VUV/SPC/PDS工艺中以单线态氧为主导的机制用于超快速去除和解毒水中的氟喹诺酮类药物
随着抗生素在全球范围内的广泛使用,传统污水处理工艺在应对具有顽固化学结构的氟喹诺酮类抗生素时显得力不从心。本研究首次构建了一种新型真空紫外/过碳酸钠/过硫酸盐(VUV/SPC/PDS)三元耦合高级氧化体系。该体系在短短4分钟内实现了对诺氟沙星(NOR)和环丙沙星(CIP)超过99%的超快去除,其反应速率显著超越各单一或二元子体系。通过自由基捕获、电子顺磁共振(EPR)及探针分子检测,研究团队定量证实了单线态氧(^1\text{O}_2)在体系中占据主导地位(贡献率达67.0%–69.5%)。结合密度泛函理论(DFT)计算和模拟生物毒性实验,论文系统阐明了抗生素的降解路径及超快解毒机制,为抗生素废水的高效深度处理提供了全新的技术方案。
【Adv.Funct.Mater.】肿瘤信噪比显著提升至8倍,一种低蛋白结合、肾脏可清除的泛癌近红外探针
在这项最新发表的研究中,来自香港中文大学(深圳)等机构的研究团队针对临床光学成像的核心痛点,提出了一种创新的分子盾牌策略。该研究通过在临床批准的近红外荧光染料吲哚菁绿(ICG)的侧链上,精准引入特定数量的带电荷氨基酸残基,成功构建出一种低蛋白结合、具有肾清扫能力的泛癌种靶向近红外荧光探针。这种新型探针有效解决了传统染料易发生非特异性血浆蛋白结合和自身聚集的局限,不仅将小鼠体内的血液循环半衰期从不足5分钟延长至约2小时,更在多种肿瘤模型中实现了高达8的肿瘤与背景信号比(TBR),为癌症的精准手术切除和实时影像引导提供了极具临床转化潜力的全新平台。
【Adv.Funct.Mater.】100%小鼠存活率!一种声动力前药激活剂,可诱导协同铁死亡-焦亡级联反应,从而增强胶质母细胞瘤的治疗效果
胶质母细胞瘤作为中枢神经系统最具侵袭性的恶性肿瘤,其极高的复发率和对传统疗法的耐受性一直是临床医学面临的巨大挑战。近期发表在著名学术期刊上的研究成果,开发出一种创新的声动力双前药半导体纳米激活剂(SPN FeD @Ang)。该项研究成功克服了血脑屏障对药物递送的阻碍,通过外源性超声波触发,在小鼠原位胶质母细胞瘤模型中完美实现了铁死亡与焦亡的协同级联放大治疗。实验结果极其惊人,接受该激活剂联合超声治疗的肿瘤小鼠不仅肿瘤生长受到显著抑制,而且在长达30天的观察期内维持了100%的存活率。这一策略不仅为深部颅内肿瘤的高效无创治疗提供了全新范式,更展示了重塑肿瘤免疫微环境、激活全身抗肿瘤免疫的巨大潜力。
【Adv.Funct.Mater.】苏州大学张秀娟|突破极限!首创微腔结构让红光高偏振发光比率飙升至228.1
本文针对有机半导体单晶在长波长红光波段难以实现高偏振发光的长期挑战,提出了分子异质性与超分子排列协同作用的统一设计策略。研究团队成功设计并合成了具有高长宽比线性共轭骨架和供体-受体结构的BMeOPhFO分子。利用这种分子生长的菱形单晶展现出高达97.4的固有光致发光偏振比。在此基础上构建的线偏振发光二极管实现了62.7的电致发光偏振比。通过进一步引入半透明电极构建法布里-珀罗微腔结构,团队成功将光致发光偏振比戏剧性地提升至228.1,电致发光偏振比提升至187.0,同时将发光半峰全宽压缩至7.8纳米。该工作为研制下一代高色纯度、窄带偏振光电子器件和先进显示技术提供了全新的通用化设计蓝图。
【Adv.Funct.Mater.】首例手性硫锁MR-TADF纳米荧光探针,FWHM仅21nm精准定位线粒体
传统多共振热活化延迟荧光材料在向红光区调节发射时,往往面临着发光光谱变宽和发光效率显著降低的双重挑战。来自英属哥伦比亚大学的Zachary M. Hudson教授团队开发了一系列创新的吲哚稠合型多共振热活化延迟荧光材料。该研究通过巧妙调控吲哚单元的稠合位置并引入硫原子锁,成功实现了从蓝色到红色的超宽范围颜色调节。更令人瞩目s的是,研究人员首次将该材料制备成水色分散的玻璃态有机点纳米探针,通过靶向基团修饰,成功实现了对细胞内线粒体的超高特异性靶向成像,为亚细胞级高性能光学成像探测器的开发开辟了全新路径。
【Adv.Funct.Mater.】深圳技术大学张光烨|破纪录20.88%效率!π共轭延伸自组装单分子层,攻克有机太阳能电池结晶动力学失配难题
随着非富勒烯受体材料的快速迭代,有机太阳能电池(OSCs)的能量转换效率已经跨越了21%的关键门槛。然而,进一步抑制非辐射复合损失以提升开路电压,依然是突破现有效率瓶颈的科学核心。尽管自组装单分子层(SAMs)在调节氧化铟锡(ITO)阳极功函数方面展现出了极高应用价值,但以往的研究往往将其视为纯粹的惰性过渡层,忽视了它们对上层活性层中给体与受体结晶动力学匹配的关键调控作用。针对这一学术盲区,研究团队创新性地设计并合成了一种具有不对称π共轭延伸结构的新型自组装单分子层材料CbzPh。该材料不仅通过更强的界面偶极将ITO的功函数大幅加深至5.28 eV,更凭借其延伸的咔唑π骨架,与活性层给体材料产生了极强的非共轭相互作用。这种强烈的界面诱导效应成功消除了给受体之间的结晶速率差异,实现了同步结晶动力学调控,并在界面处诱导形成了高达85.80%的富给体区域。基于这一同步结晶策略,二元PM681.14%,光电转换效率显著提升至20.10%。更令人瞩目的是,该策略在多种前沿活性层体系中展现出了优异的普适性,成功助力D18.88%(认证效率20.48%)的行业领先效率。
【Angew.Chem.】600nm红光也能驱动!费林加院士团队巧用质子化“开关”让分子马达实现全可见光波段精准操控
光驱动分子马达作为纳米科技的核心组件,能够将光能直接转化为定向的机械运动,在动态智能表面、自适应催化以及生物医学领域展现出巨大的应用潜力。然而,传统的分子马达通常依赖紫外光驱动,这极大地限制了其在生物体或复杂功能材料中的实际应用。尽管此前有研究通过扩展共轭体系或引入供体-受体结构来红移吸收波长,但这些手段往往会不可避免地牺牲分子马达的光化学效率和定向旋转的精准度。
【ACS Nano】山西大学阴彩霞团队|相较传统方法提前42小时预警,基于口服纳米聚集体探针的急性肾损伤超早期无创尿检新策略
急性肾损伤作为一种高发病率与高死亡率的临床综合征,其早期诊断与及时干预对挽救肾功能至关重要。山西大学阴彩霞教授团队在学术期刊《ACS Nano》上发表了最新研究成果。该研究成功开发了一种口服酯酶响应型纳米聚集体探针(MB-ES)。该探针能够巧妙利用肠道酯酶激活和肾脏高效清除的代谢特性,实现“口服-尿检”这一全新无创诊断模式。在多种小鼠急性肾损伤模型中,该方法展现出极高的灵敏度和特异性,成功将诊断时间窗口提早至肾损伤发生后的6小时,相比传统检测方法提前了整整42小时,并进一步结合Pluronic F127高分子材料和简易试纸条,构建了无需大型仪器、适用于居家及社区筛查的便携式肾功能评估平台。












