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【JACS】2.226秒的超长寿命和42.6%的高磷光效率，新型可见光激发的高效超长室温磷光材料 ​

总结 ​

研究开发了一种通过将有机分子掺杂到聚乙烯醇（PVA）中的策略，实现了可见光激发的超长室温磷光（UOP）。这种材料在环境条件下表现出高达2.226秒的超长寿命和42.6%的高磷光效率。 image.png

摘要 ​

本研究提出了一种通过将有机分子掺杂到聚乙烯醇（PVA）中的策略，以实现可见光激发的超长室温磷光（UOP）。通过引入大π共轭结构的有机分子，增加分子间相互作用和耦合，从而实现红移的激发波长。研究发现，掺杂1 wt %不同客体的PVA薄膜在环境条件下表现出蓝色和绿色的可见光激发UOP，磷光寿命长达2.226秒，磷光效率高达42.6%。通过控制实验和理论计算，发现客体与PVA之间的氢键作用限制了分子运动，促进了高效UOP的产生。单分子状态下的分子内电荷转移有助于降低能级，从而导致红移吸收。这项工作为开发基于无定形聚合物的可见光激发UOP材料提供了新的思路，展示了在环境条件下实现高效UOP和长持久发光的潜力。

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研究结果分类展示 ​

材料合成与表征 ​

  • 合成方法：通过将有机分子掺杂到PVA中，制备了具有不同客体浓度的PVA薄膜。
  • 表征方法：利用核磁共振光谱、稳态光致发光光谱和温度依赖性光致发光光谱等方法对材料进行表征。

光物理性质 ​

  • 磷光寿命：1 wt % PHA在PVA中的磷光寿命长达2.226秒。

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  • 磷光效率：2 wt % NTA在PVA中的绝对磷光效率高达42.6%。
  • 发光颜色：掺杂不同客体的PVA薄膜在可见光激发下表现出蓝色和绿色的UOP。

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机制研究 ​

  • 氢键作用：客体与PVA之间的氢键作用限制了分子运动，促进了高效UOP的产生。

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  • 电荷转移：单分子状态下的分子内电荷转移有助于降低能级，从而导致红移吸收。

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这项研究展示了通过将有机分子掺杂到PVA中实现可见光激发的超长室温磷光的巨大潜力，为未来的材料科学研究提供了新的思路和方法。详细信息可以在这里找到。

参考文献 ​

Yang, H.; Wang, Y.; Yao, X.; Ma, H.; Yu, J.; Li, X.; Wang, X.; Liang, X.; Peng, Q.; Cai, S.; An, Z.; Huang, W. Efficient and Ultralong Room Temperature Phosphorescence from Isolated Molecules under Visible Light Excitation. J. Am. Chem. Soc. 2024, jacs.4c08889. https://doi.org/10.1021/jacs.4c08889.