NC：室温磷光透明木材
大家好，今天给大家分享的是Nature Communications上的文章“Room-temperature phosphorescent transparent wood”
【摘要】
透明木材具有高透光率和多功能性，作为节能建筑材料引起了极大关注。许多研究集中在发光透明木材上，而有机余辉透明木材的研究是一个有趣的组合。在这里，我们利用发光二氟硼β-二酮（BF2bdk）化合物、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、脱木质素木材和引发剂，通过热引发聚合制备了室温磷光透明木材。发现所得PMMA通过偶极-偶极相互作用与BF2bdk相互作用，从而增强了BF2bdk激发态的系统间窜越。透明木材基质可以为BF2bdk三重态提供刚性环境，并充当氧气屏障以抑制非辐射衰变和氧气猝灭。制备的余辉材料具有成分多样、余辉发射寿命长和光致发光量子产率高的特点。这种余辉透明木材还在高机械强度、良好的疏水性、高成本效益等方面展现出潜在的应用价值。
图 1 | BF2bdk 的结构和性质。通过 TD-B3LYP/6-31 g(d,p) 获得的 3 F 和 23 F 最低单重态和三重态激发态的电子-空穴密度差的等值面图。
图2| BF2bdk-PMMA和BF2bdk-PMMA/木材体系的制备和光物理特性。
图 3 |77 K 下 RTP 透明木材的光物理特性和提出的 RTP 机制。
图 4 | 透明木材的结构。
图 5 | 透明木材的特性。
图 6 | 透明木材的机械和疏水性能。
图 7 | 蔻烯透明木材体系的光物理特性。
图8 | RTP透明木材的功能。
图9 | KY-1203改性RTP防污透明木材。
【结论】
我们报告了一种使用热引发聚合和掺杂剂基质设计策略制备有机余辉透明木材的方法。通过使用发光掺杂剂、单体、天然木材和引发剂，通过热引发聚合直接生成 BF2bdk-PMMA/木材余辉材料。聚合物基质通过与 BF2bdk 的偶极-偶极相互作用增强了 BF2bdk 激发态的系统间交叉。聚合物基质还为 BF2bdk 三重态提供了刚性环境，以抑制其非辐射衰减和氧猝灭。补充表 5 中对其他已报道的发光材料的余辉特性、机械性能和潜在应用进行了比较（未测量机械性能的已报道的聚合物基和生物质基余辉材料未包含在此表中）。从补充表 5 中可以发现，在已报道的此类余辉材料研究中，本研究中的 DCor-PMMA/木材材料表现出最长的 RTP 寿命。此外，具有疏水疏油、可去除指纹等特性的KY-1203氟掺杂剂-PMMA/木材RTP材料在文献中鲜有报道。此外，掺杂剂-PMMA/木材RTP材料在科普等领域的应用也得到了探索。我们制备的RTP余辉透明木材在力学性能、疏水性、规模化应用，以及防伪材料或光子器件等方面都有潜在的应用前景。
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原文DOI：https:/doi.org/10.1038/s41467-025-55990-z
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