摘要：近年来，有机室温磷光材料由于其独特的光物理过程、长的发光寿命、以及在高端防伪、信息加密、时间分辨的生物成像等领域巨大的应用潜力而吸引了广泛的研究兴趣。由于系间窜越过程自旋禁阻的问题，室温磷光材料的构建一直以来都较为困难。近期发展的双组分掺杂策略大大降低了此来材

近年来，有机室温磷光材料由于其独特的光物理过程、长的发光寿命、以及在高端防伪、信息加密、时间分辨的生物成像等领域巨大的应用潜力而吸引了广泛的研究兴趣。由于系间窜越过程自旋禁阻的问题，室温磷光材料的构建一直以来都较为困难。近期发展的双组分掺杂策略大大降低了此来材料的构建难度。具体来说，该策略主要是通过将微量的一种化合物掺杂到另一种化合物中以构建三线态陷阱，继而实现长余辉发光。虽然这类材料收到了广泛关注，然而其内在发光机制一直存在争议。

为了解决这一问题，华东理工大学马骧团队以稠环芳烃类化合物为掺杂剂，二苯基甲酮及其衍生物作为主体材料，构建系列双组分长余辉材料。利用瞬态吸收光谱结合理论模拟的方式，作者成功观察到长余辉产生过程中的关键亚稳态中间体，并将其归属为三线态的激基复合物。基于此，作者提出了一种新型的非辐射能量转移机制。与 Förster 共振能量转移或 Dexter 型能量转移不同，这种能量转移机制主要依靠三重态激基复合物作为桥梁，通过电子交换等方式实现能量转移。这有助于形成难以直接激发的三重态激子，近而实现长余辉发射。

图1. b[c]p/BPO的瞬态吸收光谱和长余辉发射的光物理模型

此外，作者进一步研究掺杂剂和主体之间的电子转移反应活化能。作者注意到，电子转移反应的活化能与余辉成反比。当活化能过大时，掺杂体系则不会出现余辉发射，因为较高的活化能会显著阻碍两种组分之间的电子转移反应。基于此，作者提出以活化能为标准，评估特定掺杂剂主客体组合产生余辉的潜力的新方法。此外，作者发现余辉发射强度与掺杂剂浓度之间存在较好的函数关系，且1 ppm含量的掺杂剂即可诱导产生明显的余辉发射。这种依赖关系和超高的灵敏度使得双组分长余辉体系在超高灵敏度广谱检测中非常有应用前景。该研究以题为“Triplet Exciplex Mediated Multi-Color Ultra-Long Afterglow Materials”的论文发表在最新一期《Angew. Chem. Int. Ed.》上。

图2. b[c]p/BPO电子交换过程和不同掺杂体系的活化能-余辉持续时间关系图

图3. 不同b[c]p含量的掺杂体系的光物理性质

华东理工大学特聘副研究员马良伟、硕士生研究生刘懿玮为该论文共同一作，马骧教授为通讯作者。该研究工作得到了田禾院士的悉心指导，科技部重点研发计划、国家杰出青年科学基金、国际合作重点项目、基础科学中心项目、上海市优秀学术带头人项目、博士后创新人才支持计划、博士后科学基金会等项目资金的支持。

Liangwei Ma‡, Yiwei Liu‡, Xin Jin, Tao Jiang, Lei Zhou, Qiaochun Wang, He Tian, and Xiang Ma*. Triplet Exciplex Mediated Multi-Color Ultra-Long Afterglow Materials. Angew. Chem. Int. Ed.,2025, DOI: 10.1002/anie.202500847.

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来源：铭语聊科学