近日，陕西师范大学房喻教授课题组在国际著名期刊《Nature Communications》发表了一项重要研究成果，题为“Ultrathin near-infrared transmitting films enabled by deprotonation-induced intramolecular charge transfer of a dopant”。该研究成功开发了一种基于去质子化诱导分子内电荷转移的新型近红外透过薄膜，可用于夜视成像和信息加密等领域。
研究团队设计并合成了一种含苝单酰亚胺的新型四配位硼化合物PMI-CBN，通过去质子化诱导的分子内电荷转移机制，使得该化合物在709 nm至943 nm的波长范围内表现出红移吸收，将其与PMMA进行复合后，得到的薄膜在可见光区域几乎不透光（TVis < 1%），但在近红外区域具有极高的透过率（TNIR > 90%）。作者优化了PMI-CBN吸收剂在薄膜中的掺杂含量。随着PMI-CBN吸收剂含量从0增加到9.5 wt%，可见光透过率降低至1%，而近红外透过率基本保持不变，仅在截止波长处有轻微红移，薄膜颜色也从绿色逐渐变为黑色。
图1. 近红外透过薄膜的制备及其光学性能
进一步对薄膜的柔性、均匀性以及稳定性进行了测试。弯曲试验表明NIR透过薄膜能够自支撑且具有柔性。通过截面扫描电子显微镜（SEM）测试得到薄膜厚度约为16 µm。随后，作者又将其分别暴露在90%湿度、100 oC高温或1 kW m-2的光照条件下，仍能保持光学性能的稳定。
图2. 近红外透过薄膜的柔韧性、均匀性和稳定性测试
总结：作者采用去质子化诱导的分子内电荷转移（ICT）效应和拓展π共轭相结合的方法，开发了高性能的有机NIR透过材料。并在厚度、截止波长和透射率之间实现了高效的平衡。凭借其柔韧性、自支撑性、轻便、稳定性及独特的光学性能，该近红外透过薄膜有望在近红外成像、信息加密、柔性电子和可穿戴设备等领域得到重要应用。
