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原文链接:10.1002/anie.202423650
高温磷光(HTP)材料由于其广泛的应用前景而引起了广泛关注,然而它们在极性介质中仍然存在严重的失活问题,限制了它们的可靠性和实用性。近日,宁波材料技术与工程研究所陈涛、尹光强、闽南师范大学蔡志雄团队提出了一种有效的多价组装策略来实现高温液相磷光(HTLP)。多价模块的超分子组装可形成极其稳固的氢键网络,从而牢固地固定有机荧光粉并保护三线态激子在高温极性介质中免于湮没,从而产生优异的HTLP发射。此外,通过使用多主题荧光粉增强多价相互作用可显著增强HTLP的光物理性质,在沸水中显示出5 s的可见余辉,在460 K(187 ℃)的二甲基亚砜中超过2 s,在476 K(203 ℃)的N-甲基吡咯烷酮中具有70.3 ms的长寿命。基于其流动性和强大的HTLP发射,展示了高温操作仪器的原位微裂纹检测和空间-时间-温度分辨的防伪。相关研究成果发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》上。图文解析
方案 1. 通过超分子多价组装获得 HTLP 玫瑰花结的示意图。 (a) 多价模块(芳香族羧酸、MA 和CA)组装形成坚固的 2D 氢键超晶格,然后进行宏观组装以提供 HTLP 玫瑰花结。 (b) 通过增强多价相互作用来增强 HTLP 性能。 (c) 水、DMSO 和NMP 等极性介质中 HTLP 发射的示意图。
图 1. NMP 溶剂中超分子玫瑰花结 MCTPA 的光物理性质。 (a) 室温下超分子玫瑰花结 MCTPA 在NMP 中的瞬时和延迟发射光谱,λex = 254 nm。 (b) 不同温度(310 K 至 476 K)下 NMP 中玫瑰花结 MCTPA 的温度相关延迟发射光谱,λex = 254 nm。 (c) 不同温度下 NMP 中玫瑰花结 MCTPA 的磷光寿命衰减曲线。 (d) 不同温度下 NMP 中玫瑰花结 MCTPA、MCTMA 和MCBDA 的相应磷光寿命。 (e) 不同温度下 NMP 中玫瑰花结 MCTPA 的余辉图像。图 2. 高温下 MCTPA 玫瑰花结的温度耐受性表征。(a) MC 和 MCTPA 的TGA 分析。(b) 原位变温 ATR-FTIR 光谱,(c) 原位变温拉曼光谱,插图为二维拉曼映射和 (d) MCTPA 的原位变温 XRD 图案。(e) MCTPA 在 300 K(左)和 476 K(右)下的 2D GiWAXS 平面外图案。(f) MCTPA 的 SEM 图像。(g) MCTPA 的 TEM 图像。(h) MCTPA 的原位变温 SEM 图像。图 3. 宏观组装体的研究。(a) 超分子玫瑰花结(微花)的超声剥离和重组示意图。(b) 通过在 DMSO 中超声处理从微花上剥离的纳米薄片的 SEM 图像。(c) 微花 MCTPA 的 SEM 图像。(d) 通过在 H2O 中超声处理从微花中重新组装的微棒的 SEM 图像。(e) 瞬时发射光谱,(f) 延迟发射光谱,(g) 玫瑰花结(微花)、微棒和纳米薄片的磷光寿命衰减曲线,λex= 254 nm。图4. 超分子玫瑰花结和构建块的理论计算。(a)CA、MA、TMA、MCTPA、MCTMA和 MCBDA 的表面电势图。(b)芳香羧酸和相应玫瑰花结的自旋轨道耦合(SOC)值、ΔEST、ΔG(G476K-G300K)和优化结构。图 5. 通过增强多价相互作用来提高 HTLP 性能。(a)羧基位置和数量调节以增强多价相互作用的示意图。(b)NMP 中MCTPHA 和 MCTPTA 的瞬时和延迟发射光谱。(c)不同温度(300-476 K)下 NMP 中 MCTPHA 和MCTPTA 的磷光寿命直方图。(d)不同温度下 H2O 和 DMSO 中MCTPTA(左)和 MCTPHA(右)在去除紫外线照射之前和之后的照片。图 6. 使用 HTLP 材料对高温运行泵进行实时原位微裂纹检测。 (a) 通过将 HTLP 材料喷涂到泵表面对使用 HTLP 材料的泵进行微裂纹检测的示意图。 (b) 在日光下、在移除紫外线之前和之后 (i) 的泵上裂纹的照片,以及在不同温度下裂纹上的 HTLP 发射的照片 (ii)。图7. (a) 信息加密图案“CHEM”的发光照片,照片是在紫外光照射下和去除紫外光照射后拍摄的。相交的圆形图案“C”和“HEM”分别由MCBDA、MCTPA和MCTMA制成。 (b) 空间时间温度分辨防伪应用示意图(i-ii)和在不同温度和紫外光开启/关闭下拍摄的防伪徽章照片(iii)。标记为1、2和3的花朵分别由MCBDA、MCTPTA和MCTPHA制成。科研服务