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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:毛竹、朱朋莉(中国科学院深圳先进技术研究院/电子材料院),池振国(中山大学)
作者:李忠玉,付可欣,邓皇俊,聂凯旋,潘喆,毛竹*,赵娟,李刚,朱朋莉*,池振国*,孙蓉
Keywords:
room temperature phosphorescence
hydrophobic effect
polymeric phosphorescence
long-term stability
aqueous environment
原文链接:
https://doi.org/10.1002/agt2.440
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文章简介
超长有机磷光(UOP)材料由于其独特的光学现象,在显示、传感、信息加密、生物成像等领域有着广泛的应用前景,其长寿命的特性越来越受到人们的关注。其中聚合物UOP材料因其良好的成膜稳定性,成本效益和适合大面积生产令人印象深刻。然而,由于聚合物中极性位点的存在使其在高温高湿环境中对水分子表现出很强的亲和力,材料缺乏良好的耐水防潮稳定性,从而限制了UOP材料的使用场景。
环氧树脂固化物作为一类共价交联聚合物材料,其具备优异的物理机械和电绝缘性能、良好的粘接性能,环氧树脂及其复合材料已广泛应用于国防、国民经济各部门,作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途在建筑、机械以及电子封装等领域等领域发挥了巨大效益。环氧树脂配方的多样性使其能够通过简单调整即可获得性能多样的聚合物材料。
图1. 聚合物UOP材料设计策略图
受此启发,本文提供了一种新的策略,以环氧树脂为基础,通过聚合网络疏水效应来提高聚合物UOP材料在高温-湿度条件下的长期稳定性。这种策略依赖于共价网络的交联密度和疏水效应,聚合物网络稳定了三重态激子,而疏水微环境则可以防止湿气的侵蚀。如图1所示,随着固化剂和发射体的烷基链长度的调整,作者成功获得了具有不同交联密度和疏水效果的UOP材料。
值得注意的是,这些UOP材料在经过85℃/85%相对湿度的可靠性试验7天后,其性能无明显下降 (图2,3)。实验结果表明长烷基链的聚合物具有更强的疏水效应。同时,随着烷基链的增长和极性位点的减少,聚合物UOP的交联密度和极性环境也会随之降低,从而导致其吸水率越低。
图2. 湿热环境下的UOP材料余辉持续时间
图3. 湿热环境下的UOP材料的磷光寿命图
此外,由于其出色的环境稳定性,可加工性和粘合性能,作者将此研究开发的UOP材料已成功应用于各种领域 (图4),包括金属、玻璃等介质上的涂层粘接,玻纤布和棉料的纺织染色以及LED灯珠的涂层封装。这些研究结果为开发长期环境稳定的聚合物UOP材料提供了一项新的设计策略。
图4. 耐湿热UOP材料的应用
以上研究论文以“Polymeric Ultralong Organic Phosphorescence with Excellent Humidity and Temperature Resistance via Hydrophobic Effect”为题发表于 Aggregate 期刊,论文第一作者为中国科学院深圳先进技术研究院/电子材料院的李忠玉工程师和付可欣博士,通讯作者为中国科学院深圳先进技术研究院/电子材料院的朱朋莉研究员、毛竹副研究员和中山大学的池振国教授。
通讯作者
毛竹,中国科学院深圳先进技术研究院/深圳先进电子材料国际创新研究院副研究员。2017年博士毕业于中山大学,并于2017-2020年在中山大学完成博士后研究工作。深圳市后备级人才,深圳市宝安区高层次综合类人才。主要研究方向为功能有机高分子设计与合成,具体包括电子级环氧树脂设计与合成,光电功能有机高分子设计与合成等。主持国家自然科学基金及省市基金相关项目3项,企业横向课题1项。以第一作者及通讯作者在J. Am. Chem. Soc、Angew. Chem.、Chem. Sci.、Chem. Eng. J.、ACS Appl. Mater. Interfaces、J. Mater. Chem. C等重要期刊上发表SCI论文20余篇。
朱朋莉,研究员,主要研究方向芯片级封装材料,具体包括芯片级底部填充胶、塑封料、低温烧结金属焊料等及其相关原材料,开发芯片级封装材料在电子封装领域的应用,国家重点研发计划项目负责人,主持国家自然基金委、广东省重点领域研发计划、深圳市技术攻关重大项目等省市相关项目10余项,主持企业横向项目7项,作为参加单位方负责人或技术骨干参加973、02重大专项、工信部、国地联合实验、广东省创新团队等项目20余项,发表论文240余篇,其中SCI论文122篇,以第一作者及通讯联系人在ACS Nano, Nanoenergy等权威国际期刊发表SCI论文82篇,申请专利210余件,授权专利88件(PCT2件),出版英文论著1部。
池振国,中山大学化学学院教授,博士生导师。分别在杭州大学(1991年)、中国科学院长春应用化学研究所(1994年)和中山大学(2003年)获得理学学士、硕士和博士学位。2003-2006年曾分别在复旦大学材料科学系和高丽大学化学系做博士后研究,2006年底中山大学“百人计划”引进副教授,2013年初晋升为教授。2015-2016年曾在杜伦大学化学系做访问学者工作。主要从事有机聚合物光电功能材料与器件研究。发表SCI期刊论文200余篇,包括J. Am. Chem. Soc.、Chem. Soc. Rev.、Chem.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nat. Commun.、Chem. Sci.、Adv. Funct. Mater.等重要期刊论文,全部论文他引上超过1.7万次,目前H指数73,入选2022年科睿唯安(Clarivate)“高被引科学家”和爱思唯尔(Elsevier)“高被引中国学者”名单。申请中国发明专利60余件。2008年起主持国家自然科学基金重点项目1项、面上项目6项以及广东省科技计划重大专项等项目。获得2018年度广东省自然科学奖一等奖(第一完成人)和2021年广东省第十六届丁颖科技奖。
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