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华东理工大学马骧教授课题组:纯有机超分子发光材料的研究进展2021-04-09

磷光和荧光材料由于其在生物成像、传感器和分子开关等方面的应用而被广泛关注。在众多发光材料当中,纯有机发光材料有着显著的优势,纯有机发光(特别是磷光)材料制备的便捷性和低毒性等优势使其成为许多研究人员的目标。

近年来,华东理工大学马骧教授课题组运用超分子手段,报道了一系列纯有机磷光材料以及具有刺激响应性质的可调控发光材料体系。对于磷光材料来说,诸如聚合的手段为磷光体提供了刚性环境,有效抑制了非辐射跃迁;对于刺激响应发光材料来说,对外界刺激可以做出响应的非共价作用可以动态、可逆地调整磷光体地构象、振动和电荷分布,从而达到基于单一发光体的多色可调控发光。该课题组近期将这些成果以研究专题的形式进行了总结。

该课题组应用超分子组装手段构建了许多有机室温磷光材料。通过将含溴原子或不含溴原子的磷光体与丙烯酰胺共聚,磷光体在聚合物基质中得到了稳定,减少了非辐射跃迁从而诱导了磷光。聚丙烯酰胺中的氢键网络则进一步加强了这一作用。此外,由于环糊精(CD)含有大量羟基,其形成的氢键网络也能为磷光体提供刚性环境。基于这一原理,另一系列室温磷光材料也被成功构建。值得一提的是,这些磷光材料都处于无定形态,具有可加工性、重复性好等优点。

马骧教授课题组的另一大工作亮点为刺激响应发光材料。葫芦脲(CB)等主体分子可以包结多种多样的有机分子。通过调节主体分子的含量或外部条件并选用合适的荧光体作为客体,主客体是否包结或包结的比例将会改变。以不同比例与主体结合的客体分子的构象、振动方式和电荷分布也会与“自由”的客体分子有所不同,进而发光性质也有所差异,有的分子甚至能从发射荧光变为荧光磷光双发射。比如采用螺吡喃这样的光致变色单元也使发光材料可以对光进行响应,同样实现了可调控的发光。此外,因为聚丙烯酰胺的氢键网络也能被外界刺激可逆地影响,聚合等方式也被用于构建刺激响应性智能发光材料,对相关领域的研究人员具有重要参考价值。

通讯作者简介:

马骧教授于2003年在天津大学获得学士学位,随后于2008年在华东理工大学获得博士学位。从2016年开始,他在华东理工大学担任化学与精细化工方向的教授,主要研究方向为基于染料以及刺激相应超分子的有机光电材料。马骧教授为英国皇家化学会会士,任学术期刊Dyes and Pigments执行主编,Sci China ChemChinese Chem Lett等期刊的编委或青年编委,也是英国染色家学会颜料和溶剂染料技术委员会染料索引编委。

该文近期在线发表于Chin. J. Org. Chem.,本科生严子昂为文章的第一作者,马骧教授为通讯作者。详细内容见:ZiangYan, Lei Zou, Xiang Ma*. Recent Advances in Pure Organic LuminescentSupramolecular Materials. Chin. J. Org. Chem.2020, DOI:10.6023/cjoc202004003.

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