Angew. Chem. ：创新光聚合技术：制备柔性磷光聚合物凝胶

柔性有机室温磷光(RTP)材料以其独特的机械性能和强大的光学性能，在可穿戴光电器件、柔性电子器件和防伪技术中显示出巨大的应用潜力。然而，因为通常需要刚性基体来抑制分子运动和减少氧介导的三重态非辐射猝灭，开发柔性RTP材料面临着巨大挑战。迄今为止，尽管进行了大量的努力，但有效的柔性RTP材料制备及开发策略仍然相对有限。

近日，北京理工大学贺志远教授与蔡政旭教授、董宇平教授合作，成功开发了一种多功能磷光化合物：基于苯并噻二唑的二烯烃化合物(BTD-HEA)。该分子具备99.83%的系间窜越效率，在室温下DMSO溶液中可实现640 nm的红色磷光发射。由于BTD-HEA分子具有较高的三线态激子产生能力和双烯结构，因此还可以有效地用作光引发剂和交联剂,在120秒内高效地引发多种丙烯酰胺/丙烯酸酯类单体的聚合反应，从而制备了一系列柔性RTP凝胶。

由于BTD-HEA分子三线态激子的高敏感性，我们成功实现了荧光-磷光双发射比率可调，并且能够原位进行可视化监测聚合过程。

通过对BTD-HEA分子引发制备的一系列水凝胶、有机凝胶、离子凝胶和气凝胶的力学性能进行探究，进一步证明了该室温磷光凝胶具备良好的柔韧性、高弹性、快速的自恢复能力和抗疲劳性，有望成为先进工程领域的候选材料。该分子的光引发特性使其可通过微流控、滚涂和3D打印等技术制造出各种形状的柔性RTP材料。

此外，该分子引发制备的水凝胶其磷光发射强度会随着冰的形成而增加，这为检测水凝胶冻结过程提供了一种有效的方法。值得注意的是，人们普遍认为冻结后磷光发光强度增强，是由于分子被冻结在冰中运动减少所导致。然而，我们的研究表明，BTD-HEA分子位于冰粒之间的准液体层，而不是在冰粒内部。

该项研究有望拓宽柔性有机室温磷光材料的应用范围，从而为其在光学传感、生物成像、仿生软体机器人和可穿戴光电子设备等各个领域的潜在应用开辟了新的可能性。

论文信息

Multi-Functional Integration of Phosphor, Initiator, and Crosslinker for the Photo-Polymerization of Flexible Phosphorescent Polymer Gels

Yanyan Cao, Dan Wang, Yongfeng Zhang, Gengchen Li, Chong Gao, Wei Li, Xiaoting Chen, Xiaofei Chen, Peng Sun, Yuping Dong, Zhengxu Cai,* and Zhiyuan He*

特别感谢王丹老师对本工作理论计算和文稿润色方面的帮助。

文章第一作者为北京理工大学2022级博士生曹炎炎。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202401331