近日，新利18彩票 黄维院士、史慧芳教授和安众福教授带领的研究团队在有机长余辉发光领域取得重大突破。他们打破传统的利用分子间吸引力稳定磷光分子的常规策略，利用分子间排斥力稳定磷光分子，获得一系列具有超长室温磷光的柔性聚合物薄膜，实现了高效的单分子态长余辉发光，同时展现了该柔性薄膜材料在防伪、路径示踪、频率的可视化检测等领域的应用潜力。相关成果以题为“Ultralong organic phosphorescence from isolated molecules with repulsive interactions for multifunctional applications”发表在Nature Communications（《自然•通讯》）上。

长余辉发光是一种停止激发后发光物质仍然持续发光的现象。超长有机磷光作为长余辉发光的代表之一，因其具有长的发光寿命、高的激子利用率、大的Stocks位移等优点，近年来在信息加密、生物成像、化学传感等领域备受关注。获得高效的超长有机磷光，需要解决两方面问题：（1）激子系间窜越（ISC）速率低；（2）三重态激子快速的非辐射失活。因此，人们提出了引入芳香羰基/重原子、晶体工程、分子自组装、主客体掺杂等策略去解决上述问题，发了一系列高效超长有机磷光材料。在报道的材料体系中，几乎所有的策略都是基于分子内或分子间吸引作用以限制分子的非辐射跃迁，提升材料的磷光性能。与吸引相对应的排斥作用广泛存在于宏观物质与微观分子中，大到磁悬浮列车，小到软团簇形成、肽链的折叠等。在理论上，排斥力也可以有效限制分子的运动，抑制非辐射跃迁，提升磷光性能。然而，利用排斥力构筑长余辉发光却鲜有报道。

考虑到，排斥和吸引作用在分子环境中通常是共存的。因此，他们通过氢键吸引作用缩短发光单元与聚乙烯醇聚合物链之间的距离，构建聚合物结构与发光单元之间的排斥力环境，使芳香氢与聚合物链之间形成强烈的排斥作用。因此，在室温条件下利用分子间排斥作用构建刚性的分子环境，抑制发色团的非辐射跃迁，提升磷光性能，实现长余辉发光。采用该策略实现余辉颜色从蓝色到橙色的调节，同时获得了兼顾高效率与长寿命的柔性聚合物薄膜，其寿命达3.16秒，磷光量子效率高达50.0%。利用聚乙烯醇聚合物材料的余辉特性和聚合物材料的自修复能力，展示了该长余辉材料在防伪、路径示踪、频率的可视化检测等领域等方面的潜在应用。该创新成果不仅为开发高效、长寿命磷光材料提供了一种全新的设计策略，而且对深入理解分子间作用力与磷光性能之间的关联机制具有一定指导意义，同时拓展了有机长余辉材料的新应用。

这一工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和江苏省研究生科研与实践创新计划等项目的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-32029-1

作者：柔性电子（未来技术）学院；审核：马明辉