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化学与化工学院硕士生蹇茂洋在《Chemical Engineering Journal》上发表高水平论文
发布者:培养
      发布时间:2021-11-26
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余辉,也称为持久性室温磷光 (pRTP),它是发光材料在撤去激发源后,发光持续数秒至数小时的一种发光现象,犹如“夜明珠”的发光效果。目前,余辉材料大致可分为无机、有机和有机金属配合物三类。其中,无机余辉发现最早,余辉发光效率和持续时间最好,但制造或加工的面临诸多困难和不便。纯有机材料余辉材料具有分子修饰方便、加工性好、成本低、稳定性高、生物相容性好,在数据保护、生物医学、传感和有机发光二极管领域有巨大应用前景。然而,受限于纯有机分子弱自旋-轨道耦合效应(SOC),低系间窜越效率(ISC)和分子运动及外界淬灭因素,纯有机发光体往往较难获得有效的磷光,以至磷光寿命超过0.1 s的余辉难以实现。

近期,我校化学于化工学院赵江博士课题组在纯有机长余辉研究领域取得重要进展,在化学工程领域权威期刊《Chemical Engineering Journal》(IF = 13.273)上发表了题为“Afterglows from the indolocarbazole families”的重要成果。该项工作首先优化了5个吲哚咔唑(ICZ)异构体的合成并利用单晶数据证实了分子结构。另外,通过将吲哚咔唑掺杂到聚乙烯醇(PVA)中实现无定形纯有机长余辉发光。其中的机理可解释为吲哚咔唑与PVA间的氢键相互作用构建了刚性和密闭环境,极大地阻碍了分子运动,隔绝氧气和湿气等淬灭剂,使得三重态有效地稳定,非辐射跃迁得到高度抑制,在室温和空气条件实现磷光发射,明显的余辉可以被肉眼所见,最高光致发光效率为31.06%,最长磷光寿命和余辉持续时间分别达到了2.32 s35 s。最后,根据这种独特的余辉现象及余辉持续时间的差异,成功将这些余辉材料应用到防伪和多重加密的信息保护领域。该研究不仅更新了吲哚咔唑家族的合成与结构信息,而且首次揭示了吲哚咔唑家族的余辉现象,该工作为新型有机无定形余辉材料及其相关应用提供了重要参考。

. (a) 防伪(b)加密图案的丝网印刷制备方法,(c) 防伪标识的余辉持久变化,

(d) 基于余辉持续时间变化的数字信息加密-解密过程。

该工作得到了贵州大学、贵州省教育厅和贵州省科技厅相关基金的资助,并得了到华南师范大学许炳佳教授和中山大学池振国教授的鼎立帮助。贵州大学大学化学与化工学院为上述论文的第一作者和第一通讯作者单位。

论文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721039243

 


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