室温磷光材料由于特殊的光学性质,在发光显示、生物成像、防伪加密等领域引起了人们的广泛关注。由于磷光材料分子本身的运动,以及其受外部因素的影响,易导致淬灭磷光。作为三基色之一,蓝色室温磷光材料一直被认为是构筑高性能有机光电的理想材料。然而高能激发态不稳定性的原因,实现长效蓝色室温磷光材料仍然是一个重大的挑战。
图1.实现通过逐步刚化发色团实现长效蓝色室温磷光
该团队提出了一种实现长寿命蓝色有机磷光材料的通用方法。通过逐步减少发色团自身内部旋转来使其刚性化,如图1所示,并且将其引入刚性基质中,成功制备了一系列蓝色超长室温有机磷光材料,如图2所示。通过客体分子的共轭扩展实现深蓝-青-黄绿可控的余辉(图3)。研究发现,随着客体分子内部旋转的逐渐减小,材料的磷光寿命逐渐增加,最高可达5.44 s。同时,密度泛函理论计算(图4b)和分子动力学模拟(图4c-d)验证了客体调制策略的合理性,而发色团的多基质适应能力证明了该策略的普遍性(图4e-j)
图2.超长蓝色室温磷光
图3.通过共轭拓展实现多色室温磷光
图4.策略的机理以及基质的普遍性