青岛科技大学杨文君、孙其坤DP:通过化学锁定掺杂剂内旋转实现的超长有机室温磷光聚合物

文摘   2025-01-30 18:42   江西  

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原文链接:10.1016/j.dyepig.2025.112679

超长有机室温磷光 (UORTP) 聚合物在有机电子学和光子学领域引起了日益增长的兴趣。尽管已经设计和构建了大量嵌入聚合物基质的 RTP 分子,但探索一种通用的化学/物理方法获得 UORTP 仍然是一个严峻的挑战。

近日,青岛科技大学杨文君、孙其坤团队提出了一种可行有效的策略来获得 UORTP 系统,即将三种通过化学锁定成功设计和合成的分子掺杂到聚(甲基丙烯酸甲酯)基质中,通过热塑性加工形成一定尺寸的薄膜。有趣的是,三种具有 3 个化学锁定修饰的分子在掺杂聚合物基质中显示 UORTP,寿命高达 2.33 s2.15 s2.50 s。这些 UORTP 系统的成功构建可以归因于 i) 通过化学锁定有效抑制热振动非辐射衰减; ii)通过形成更刚性的微环境以及PMMA基质和三个分子之间的静电相互作用,有效降低三重态激子的非辐射衰变速率。因此,这项工作不仅有利于通过化学锁定设计策略设计UORTP材料,而且还赋予传统聚合物新的特性,以用于潜在的应用。相关研究成果发表于《Dyes and Pigments》上

图文解析

方案1. 包括化学锁模前后的分子结构式以及化学锁模前后有机余辉的产生机理。

1. (a) 298 K 时薄膜状态下 0.1 wt% ICz-pCN0.1 wt% ICz-mCN 0.1 wt% ICz-oCN PMMA 中于 365 nm 处的瞬时和延迟 PL 光谱。(b) 去除 365 nm 光激发之前和之后热塑性掺杂 PMMA 片材的 PL 照片。(c) 365 nm 光激发下光激活热塑性掺杂 PMMA 片材的时间分辨 RTP 衰减曲线和拟合的长组分寿命。 (d) 拟合的长组分寿命和平均组分。在测量之前,所有样品均在 365 nm (0.3 mW/cm2) 下持续光激活 5 秒。

2. (a-b) ICz-pCN Cz-pCN 的单晶结构和二面角。(c) 晶体中 ICz-pCN Cz-pCN 分子的 T1 自然跃迁轨道。(d) 化合物 ICz-pCN Cz-pCN T1 (n, π*) 构型比例、kr knr

3. (a) ICz-mCN-PMMA 磷光发射和罗丹明 B 吸收特性重叠。(b) 298 K 0.1 wt% ICz-mCN-0.5 wt% 罗丹明 B PMMA 中的延迟 PL 光谱在 365 nm 处呈薄膜状态。(c) 简化的 Jablonski 图,用于解释本例中的磷光能量转移和其他光物理过程。(ISC = 系统间交叉,RTP = 室温磷光)(d) 365 nm 光激发下,光活化热塑性 PMMA 掺杂罗丹明 B 片剂的时间分辨 RTP 衰减曲线和拟合的长组分寿命。

4. (a) 3D打印制品“中”和“国”,“中”以0度视角放置,“国”以90度视角放置。为全景图和顶视图。 (b) 在自然光和365nm紫外灯下拍摄的两个汉字“中”和“国”。 (c) 90/秒的旋转速度下,“中”和“国”字随时间衰减的磷光照片,循环三次(每次360度)。

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