【JACS】1.8秒，全色！只需要磺酸化就可以获得超亮超长寿命的室温有机磷光材料

简介

本研究探讨了磺酸功能化对提升纯有机室温磷光材料（RTP）性能的影响，通过设计功能化磷光材料，显著改善其亮度和寿命，为智能光电材料的发展提供了新思路。

摘要

磺酸基因因其独特的结构和极性，在提升磷光性能方面表现卓越。研究通过与PVA基体结合，验证了磺酸基因的优势，同时实现了高对比度的实时光绘显示。这一方法突破了传统功能基团的局限，显现出磺酸功能化在有机磷光材料中的巨大潜力，为未来智能光电领域的材料设计提供了新方向。

研究结果与讨论

1. RTP性能比较：

通过比较四种功能基团（磺酸、羧酸、硼酸和氨基），发现磺酸基团在红移抑制、高亮度和长寿命方面最为突出，具有20.5%的磷光效率和1.8秒的寿命。其独特的结构减少了光谱红移，并通过提供优化的（n, π）电子跃迁加速了ISC过程。

2. 光物理机制：

磺酸基团通过其三角锥形结构提供了独特的n电子和π电子分布，提高了SOC强度，有效支持了ISC效率。同时，其氢键作用显著抑制了非辐射衰减。

3. 非辐射衰减分析：

通过拉曼光谱、结构变化和氢键强度分析，磺酸功能化材料在PVA基体内表现出最低的重组能和最强的分子限制作用，这大幅降低了非辐射能量损失。

4. 光学性能与透明性：

与其他功能化材料相比，磺酸基团改善了材料透明度和均匀性，实现超过97%的光学透明度，同时通过高溶解性减少聚集体对性能的影响。

5. 全色磷光：

基于磺酸基团的材料覆盖整个可见光谱，展现从深蓝到红色的全色室温磷光性能，验证了该策略的普适性。

结论

磺酸功能化策略有效提升了室温磷光材料的亮度、寿命和透明性，为未来智能光电材料的设计提供了创新路径。这一研究在分子工程和功能基团优化方面具有重要意义，将进一步推动有机磷光材料的实际应用。

参考文献

Li, X.; Li, W.; Deng, Z.; Ou, X.; Gao, F.; He, S.; Li, X.; Qiu, Z.; Kwok, R. T. K.; Sun, J.; Phillips, D. L.; Lam, J. W. Y.; Guo, Z.; Tang, B. Z. Bright and Ultralong Organic Phosphorescence via Sulfonic Acid Functionalization for High-Contrast Real-Time Light-Writing Display. J. Am. Chem. Soc. 2025, jacs.4c17142. https://doi.org/10.1021/jacs.4c17142.