北理工團(tuán)隊(duì)在柔性磷光材料與低溫發(fā)光機(jī)制領(lǐng)域取得進(jìn)展
發(fā)布日期：2024-03-27 供稿：材料學(xué)院 賀志遠(yuǎn)、蔡政旭 攝影：材料學(xué)院
編輯：牟雪嬌 審核：程興旺 閱讀次數(shù)：
北京理工大學(xué)賀志遠(yuǎn)教授和蔡政旭教授合作,，在多功能集成分子制備柔性磷光材料及其結(jié)冰誘導(dǎo)發(fā)光研究中取得進(jìn)展,。2024年3月,，相關(guān)成果以“Multi-Functional Integration of Phosphor, Initiator, and Crosslinker for the PhotoPolymerization of Flexible Phosphorescent Polymer Gels”為題在化學(xué)頂級(jí)期刊《Angewandte Chemie International Edition》（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202401331，doi.org/10.1002/anie.202401331）上發(fā)表,。北京理工大學(xué)材料學(xué)院曹炎炎博士為該論文的第一作者,，北京理工大學(xué)材料學(xué)院賀志遠(yuǎn)教授與蔡政旭教授為論文共同通訊作者，董宇平教授對(duì)此工作做出了重要指導(dǎo),。
柔性有機(jī)室溫磷光(RTP)材料以其獨(dú)特的機(jī)械性能和強(qiáng)大的光學(xué)性能,，在可穿戴光電器件、柔性電子器件等領(lǐng)域表現(xiàn)出較好的應(yīng)用前景,。但柔性聚合物在室溫下鏈段的運(yùn)動(dòng)和較差的氣密性,，導(dǎo)致磷光體受氧氣等環(huán)境因素的影響，易使激子以非輻射躍遷失活,。盡管進(jìn)行了大量的努力,，但開發(fā)柔性RTP材料仍面臨著巨大挑戰(zhàn)。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種多功能磷光化合物：基于苯并噻二唑的二烯烴化合物BTD-HEA,。該分子具有較高的三線態(tài)激子產(chǎn)生能力和雙烯結(jié)構(gòu)，可作為引發(fā)劑和交聯(lián)劑使用。在120秒內(nèi)高效地引發(fā)多種丙烯酰胺/丙烯酸酯類單體的聚合反應(yīng),，制備了一系列柔性RTP凝膠,，包括水凝膠、有機(jī)凝膠,、離子凝膠和氣凝膠,，均具有優(yōu)異的拉伸和回彈性能。由于該凝膠獨(dú)特的熒光-磷光比色特性,，可原位可視化監(jiān)測(cè)聚合過(guò)程,。此外，水凝膠的磷光發(fā)射強(qiáng)度隨冰的形成增加,，從而為檢測(cè)水凝膠凍結(jié)過(guò)程提供了一種有效的方法,。該分子的光引發(fā)特性使其可通過(guò)微流控、滾涂和3D打印等技術(shù)制備出各種形狀的柔性RTP材料,，展示了其在生物成像,、可穿戴光電子等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。
圖1. 多功能磷光化合物BTD-HEA引發(fā)聚合制備柔性磷光凝膠
圖2. BTD-HEA分子原位可視化監(jiān)測(cè)凝膠光聚合過(guò)程
圖3. BTD-HEA分子引發(fā)制備的多種柔性凝膠力學(xué)性能及形狀展示
圖4. 柔性磷光水凝膠在水/冰刺激下的光物理性質(zhì)及機(jī)制探究
該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金,、北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目及北京市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目的支持,。
全文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202401331
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