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【Adv. Mater.】超高性能有机室温磷光材料， 4.65 秒的超长寿命和 32.8%的磷光量子产率 ​

简介 ​

该研究提出了一种将硼酸基化合物通过多重相互作用约束在生物质大环γ-环糊精中以构建高性能、多色有机超长室温磷光（OURTP）掺杂系统的新策略。

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摘要 ​

研究开发了一种高效的方法，通过多重相互作用将硼酸基化合物限于生物质大环γ-环糊精中，构建高性能和多色 OURTP 掺杂系统。通过强氢键、C─O─B 共价交联和主-客体包合的协同作用，显著抑制了非辐射跃迁，获得了 4.65 秒的超长寿命和 32.8%的优异磷光量子产率。该系统展示了多重刺激响应行为，为新型环保且潜在商用的刺激响应型 OURTP 材料提供了方向。

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研究结果与讨论 ​

1. 制备高性能多色 OURTP： ​

使用γ-CD 作为主体，选择 4-喹啉硼酸、6-喹啉硼酸、2-苯并噻吩硼酸、1-萘硼酸和 1-芘硼酸作为客体。掺杂系统在低浓度下保持 OURTP 特性，获得最优掺杂浓度为 1 mol%，0.3 mol%，1 mol%，1 mol%，和 1 mol%。其延迟发射光谱、寿命衰减光谱和 CIE 坐标图展示了从蓝到红的全色可调荧光。

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2. 刺激响应特性： ​

  • 光激活：TPB-CD 的荧光峰在紫外辐射时间增加时逐渐增强，表明了光激活现象。
  • 温度响应：低温下，非辐射跃迁被显著抑制，TPB-CD 的磷光强度提高 18.6 倍，寿命延长 4.1 倍。
  • 湿度响应：湿度增加时，延迟发射和寿命逐渐减少。
  • 机械响应：随着磨碎时间增加，延迟发射下降，表明磨碎导致分子堆积形成发光聚集体。 image.png

3. OURTP 机制： ​

  • 氢键和 C─O─B 交联：氢键和 C─O─B 共价交联是抑制分子变形和运动、延长磷光寿命的关键。
  • 主-客体包合：环糊精与客体的主-客体包合作用有助于形成高性能 OURTP。

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结论 ​

本研究通过构建多重相互作用的生物质大环策略，实现了高性能超长室温磷光。该掺杂系统展示了卓越的光激活、温度、湿度和机械响应特性，为信息存储、信息重写和紫外路径追踪等应用提供了潜在可能性。

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参考文献 ​

He, Z.; Song, J.; Li, C.; Huang, Z.; Liu, W.; Ma, X. High‐Performance Organic Ultralong Room Temperature Phosphorescence Based on Biomass Macrocycle. Advanced Materials 2025, 2418506. https://doi.org/10.1002/adma.202418506.