Angew：TADF 和磷光，打造覆盖整个可见光区域的定制动态时间相关余辉彩色碳点
大家好，今天给大家分享的是Angew上的文章“Adjusting TADF and Phosphorescence for Tailored Dynamic Time-Dependent Afterglow Colored Carbon Dots spanning Full Visible Region”
【摘要】
时间依赖性余辉有色 (TDAC) 行为不同于静态余辉，它涉及波长变化，从而能够实现低成本、高水平的加密和防伪。然而，现有的基于碳点 (CD) 的 TDAC 材料缺乏明确的机制解释和可控的波长变化，严重阻碍了该领域实际应用的进展。在本研究中，我们合成了具有可定制的可见光区域可调 TDAC 波长的 CDs 复合材料。此外，我们阐明了 TDAC 的潜在机制，该机制表现出长波长和短波长余辉中心的顺序减弱和相对增强。这种现象是由于来自长波长热活化延迟荧光 (TADF) 的强发射和短寿命，以及来自短波长磷光的弱发射和较长寿命。CD 上表面富含羧基的存在决定了其分散状态下的短波长余辉，而其高共轭度决定了其聚集状态下的长波长余辉。此外，适当掺杂的CD可增强余辉期间的颜色变化现象。 最后，通过将CD嵌入不同的刚性基质中，可以在可见光区域内任意调整余辉变化的范围。利用这些卓越的TDAC特性，我们成功开发出先进的4D编码技术，以实现多模式防伪和动态信息加密。
图 1 Pyr-CD基TDAC复合材料制备示意图。
图2 具有 TDAC 特性的 CDs 复合材料（包括 Pyr-CD@PVA、Pyr-CD@B2O3 和 Pyr-CD@H-B2O3）的形态和化学成分表征。
图 3具有 TDAC 特性的 CDs 复合材料的光谱表征（包括 Pyr-CD@PVA、Pyr-CD@B2O3 和 Pyr-CD@HB2O3）
图 4不具有 TDAC 特性且具有不同 CD 掺杂剂的 CDs 复合材料的光谱表征（包括 Pyr-CD0.25@PVA、Pyr-CD7.5@PVA、Pyr-CD0.25@B2O3、Pyr-CD7.5@B2O3、Pyr-CD0.25@H-B2O3 和 Pyr-CD7.5@H-B2O3）。
图5具有TDAC性质的CDs复合材料的TDAC机理研究。
图 6 三种具有 TDAC 特性的复合材料（包括 Pyr-CD@PVA、Pyr-CD@B2O3 和 Pyr-CD@H-B2O3）的应用。
【结论】
综上所述，我们开发了一种新颖、便捷的策略，实现了时间维度上全可见的TDAC。在全面探索其时间依赖性机制的基础上，我们得出以下结论：CDs表面富含羧基的存在决定了其分散状态下的短波长余辉，而其高共轭度决定了聚集状态下的长波长余辉。CDs的掺杂水平既影响其分散态和聚集态含量的增加，导致长波发射快速衰减、短波发射缓慢衰减，从而产生余辉变色现象。通过适当优化掺杂水平，可以增强余辉变色现象。此外，将结构设计良好的碳点嵌入不同的刚性基质中，可以成功实现可见光区内任意变色范围的磷光调控定制。其中，从短波中心到长波中心的两个FRET过程在TDAC的形成中起着关键作用。最后，利用复合材料优异的TDAC特性，我们成功开发了4D编码技术，并在多模防伪和动态信息加密中得到了有效的应用。
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原文DOI：10.1002/anie.202421421
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