吉林大学杨英威教授&青岛大学刘晓敏教授&武明雪副教授团队:基于双磷光源的渐进组装策略实现从固体到水中的智能室温磷光

文摘   科学   2024-09-19 08:00   广东  

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Aggregate《聚集体》致力于发表聚集体科学领域的基础和应用研究,涵盖材料化学、物理、生物、应用工程等广泛领域的重要进展和创新性成果。

Aggregate 的收稿范围广泛,单分子或离子层次之上相关研究成果均符合期刊收稿范围,例如(但不限于):有机聚集体、无机功能材料、有机 / 无机杂化体系、高分子聚合物、纳米粒子、低维材料、金属有机骨架、超分子组装体、刺激响应体系、清洁能源、光电器件、光伏电池、发光材料、化学传感、生物探针、医学成像、疾病诊疗、药物递送等众多前沿领域。

Aggregate 鼓励打破学科藩篱,实现研究范式转移,在更高的结构层次上探索更复杂的系统和过程。


文章信息



通讯作者:英威(吉林大学);明雪,刘晓敏(青岛大学)

作者:夏庆庆,王星火,于佳琳,陈钟园,娄馨月,刘晓敏*,武明雪*,杨英威*


Keywords:

hydrogen-bonded organic frameworks
room-temperature phosphorescence
self-assembly
emissive materials
luminescence display

原文链接:

https://doi.org/10.1002/agt2.370

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文章简介


具有多维动态显示的持续发光材料在生物医学、光电材料等诸多前沿科学领域蓬勃发展,其中无金属室温磷光 (RTP) 材料的研究备受关注。通常有两种方式能够促进磷光发射,一种是促进第一激发单重态到三重态激发态的系间窜越,另一种是限制非辐射跃迁过程。基于此,科研人员已经提出了一系列促进RTP的策略,如晶体工程,主客体掺杂等,然而,水、氧气、温度等因素对RTP性质的影响不可忽视。如何利用简便、绿色、经济的策略开发同时具有长寿命、高效率和良好性能的RTP材料成为领域内的研究热点。

本文中提出了基于双磷光源的渐进式组装策略,实现了从固体到水中的双室温磷光发射及调控 (图1)本文选用既有良好RTP性质又有丰富氢键位点的均苯三甲酸 (TMA) 作为主体分子,以传统的磷光体4-溴-1,8-萘酸酐 (NPA) 作为客体,通过简单的掺杂策略制备了TMA+NPA体系,利用TMA对NPA分子的敏化作用,该掺杂体系同时继承了TMA的磷光特性又提高了NPA的RTP性能。此外,TMA+NPA掺杂材料在254nm/365nm激发下表现出不同的发光特性,为构建智能双RTP材料提供了通用、高效且经济的策略。

然而,TMA+NPA掺杂体系无法实现水中的RTP。因此,在上述TMA+NPA二元体系的基础上引入三聚氰胺 (MA) 作为氢键连接体,采用原位自组装策略制备了HOF(MA-TMA)@NPA,通过构建氢键有机骨架材料,抑制了磷光体TMA的非辐射跃迁,实现了HOF(MA-TMA)的磷光发射,同时,HOF(MA-TMA)进一步作为主体分子抑制NPA非辐射跃迁并促进系间窜越过程,实现了NPA的磷光发射,最终所获得的HOF(MA-TMA)@NPA表现出良好的双RTP性能和激发波长响应性,并且化腐朽为神奇地将水分子转换成促RTP发射的有利因素,进一步实现了水环境中的双RTP发射与调控

图1. (a) TMA+NPA RTP材料的制备及其RTP表现示意图与机理图; (b) HOF(MA-TMA)@磷光体的自组装及其在水环境中的双RTP性能与加密应用示意图

本文提出的TMA+磷光体掺杂策略和HOF(MA-TMA)@磷光体原位自组装策略在促进双磷光发射和调控方面都表现出良好的普适性且通过掺杂到自组装的渐进式构筑策略实现了水中的双RTP发射及调控,为构筑智能RTP材料和拓展水中的多RTP发射提供了新思路。

以上研究论文以“Smart phosphorescence from solid to water through progressive assembly strategy based on dual phosphorescent sources”为题发表于 Aggregate 期刊,论文第一作者为青岛大学21级研究生夏庆庆王星火副教授,通讯作者为青岛大学刘晓敏教授,武明雪副教授,吉林大学杨英威教授。

Aggregate 2023, 4, e370.)


通讯作者


刘晓敏,博士生导师,二级教授,国家优秀青年基金获得者,山东省泰山学者青年专家,青岛大学化学化工学院副院长,功能介质模拟及应用创新团队负责人。本科就读于北京化工大学,2003年获得工学学士学位,研究生就读于中国科学院过程工程研究所,2008年获得工学博士学位。研究方向:1.针对分离及储能等应用进行分子模拟及功能设计;2.功能性介质在分离及储能等方面的应用基础研究。


个人主页:

http://hxhg.qdu.edu.cn/info/1036/2460.htm

武明雪,青岛大学化学化工学院,特聘教授。2019年博士毕业于吉林大学化学学院,有机化学专业,目前主要从事发光晶态多孔材料和超分子聚合物体系的设计及构效关系研究。以第一作者或通讯作者在 Adv. Mater., Coordin. Chem. Rev., Adv. Funct. Mater., Small, Adv. Opt. Mater., ACS Appl. Mater. Interfaces 等期刊上发表SCI论文20篇。申请国家发明专利2项,授权1项。


个人主页:

http://hxhg.qdu.edu.cn/info/1037/2495.htm

杨英威,吉林大学“唐敖庆学者”卓越教授,化学学院、纳微构筑化学国际合作联合实验室教授、博士生导师,中国科协“海智计划”特聘专家。主要从事超分子化学与有机功能材料研究。迄今已在 Acc. Chem. Res., Acc. Mater. Res., Chem. Soc. Rev., Sci. Adv., NSR, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater. 等期刊发表SCI检索研究论文、专论和综述共计260余篇 ;参编专著6 部。主持国家自然科学基金面上项目5项、省部级基金3项,主持和参与省部级校级基金20余项。获吉林省自然科学奖一等奖(第一完成人)、天津市自然科学奖二等奖(第二完成人)、吉林省自然科学学术成果奖二等奖(第一完成人)、中国化学快报突出贡献奖、中国百篇最具影响国际学术论文、京博科技奖化学化工与材料京博优秀博士论文奖(导师)、吉林省优秀博士学位论文指导教师、吉林省优秀硕士学位论文指导教师等。入选中国科协海智计划特聘专家、吉林大学“匡亚明/唐敖庆学者”人才岗位、由斯坦福大学 John P.A. Ioannidis教授团队发布的世界前2%顶尖科学家名单、科睿唯安“全球高被引科学家”、爱思唯尔“中国高被引学者”、英国皇家化学会“Top 1%高被引中国作者”、吉林省第六批拔尖创新人才、吉林省“18条”人才、英国皇家化学会Polymer Chemistry Pioneering Investigator、英国皇家化学会ChemComm Emerging Investigator、吉林大学“培英工程”计划等。


个人网页:

https://teachers.jlu.edu.cn/ywyang。


1. 华东理工大学马骧教授团队:纯有机聚合物室温磷光材料的最新进展

2. 加拿大麦吉尔大学Dmitrii F. Perepichka教授团队:晶态含硼有机物的室温磷光研究最新进展

3. 复旦大学朱亮亮教授团队:在水溶液中实现纯有机分子的室温磷光发射

4. 中科院理化所吴骊珠院士、陈玉哲研究员团队&中北大学杨晓峰教授:有机室温磷光用于水中定量乏氧检测


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