有机室温磷光(RTP)材料能够在室温空气环境中吸收和储存光能,移除激发源后能持续发光。有机RTP材料可分为小分子晶(固)体和聚合物两大类。有机RTP聚合物具有传统无机和有机晶体不可比拟的强韧性、加工性、经济性和生物相容性等诸多优点,在光学显示、防伪加密、信息存储、生物影像等辉光领域更具应用潜力,已成为目前有机光电材料与科学研究的一个热点。
在生物基可降解的聚合物材料中实现RTP性质极具意义。虽然目前已有相关实验尝试和研究报道,但获得的材料的RTP余辉持续时间仅为几秒,RTP寿命至多数百毫秒,超长RTP机理和性能亟待突破。高分子科学与工程学院杨文君、薛善锋、孙其坤团队通过调控芳基并咔唑的p电子体系,不仅在聚乳酸(PLA)基质中实现了高达48秒的余辉和3.84秒的RTP寿命,而且成功地调控了三线态能级,获得了从蓝色至红色(440–628 nm)的多彩磷光余辉发射。基于这些PLA基余辉材料,团队利用3D打印技术制备了多彩复合、可回收再加工的RTP制品。研究成果以“Realizing Multicolor, 3D‐Printable Ultralong Room Temperature Phosphorescence PLA Materials via Regulating the π‐System of Aryl‐Annulated Carbazoles”为题,发表在国际著名期刊《Advanced Materials》(中科院JCR一区TOP期刊,影响因子26.8)。青岛科技大学为该论文的唯一署名单位,硕士研究生马好一为第一作者,薛善锋教授为共同作者,杨文君教授与孙其坤副教授为共同通讯作者。
图1.a) 本工作取得的与现有报道的PLA基RTP材料寿命对比。b) 磷光掺杂剂结构及其在PLA中的分散与相互作用机制示意图。c) 本工作的材料制备流程及其多彩余辉和3D打印物体示意图。
文章链接:https://doi.org/10.1002/adma.202510443
本工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者人才工程、山东省高等学校青创人才引育计划团队建设项目、山东省自然科学基金、青岛科技大学人才启动基金、吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室开放课题项目的资助。