超长室温磷光材料，凭借其独特的长发光寿命、高效的激子利用、优良的生物相容性，以及丰富的激发态性质，在科研与应用领域均引起了广泛关注。然而，当前多数室温磷光材料仅能在紫外光激发下展现出长余辉发光特性，这在一定程度上限制了其实际应用范围。相比之下，可见光作为更为普及且对生物组织更为安全的光源，如手机闪光灯、日光灯及手电筒等，其应用潜力巨大。因此，研发能够响应可见光激发的超长室温磷光材料，对于推动该领域技术满足实际应用需求具有重要意义。
以往的研究工作多聚焦于通过有机小分子的化学修饰或超分子自组装策略，以增强分子间作用力并促进分子间耦合，从而实现激发光谱的红移。然而，这些基于有机小分子晶体或超分子体系的方法，往往因加工性能不佳及灵活性不足而难以广泛应用。
近期，来自西北工业大学的黄维院士、南京工业大学的安众福教授，以及福建师范大学的蔡素芝副教授，共同提出了一种创新策略。他们通过将有机小分子巧妙地掺杂入聚乙烯醇中，成功制备出了一种柔性且能够响应可见光激发的超长室温磷光聚合物薄膜。这种薄膜在室温空气中展现出了长达2.226秒的发光寿命，磷光效率高达42.6%。尤为值得一提的是，仅需掺杂1%的不同客体分子，即可实现蓝色和绿色可见光的有效激发，其激发窗口可扩展至440纳米。此外，该聚合物薄膜还具备室温下的长余辉发光特性，余辉持续时间可达30分钟。
实验数据与理论计算结果的深入分析表明，客体分子与聚乙烯醇之间形成的氢键有效限制了分子的运动，从而促进了高效且长寿命的室温磷光发射。同时，单分子内的电荷转移过程也促进了能级的降低，进而实现了吸收光谱的红移。这一研究成果不仅为开发高效率、长寿命、可见光激发的超长室温磷光聚合物材料开辟了新的途径，也在J. Am. Chem. Soc.上发表了相关研究成果，为该领域的进一步发展提供了重要的科学依据。
Efficient and Ultralong Room Temperature Phosphorescence from Isolated Molecules under Visible Light Excitation
Huanyu Yang, Yuefei Wang,Xiaokang Yao, Huili Ma, Jiming Yu, Xian Li, Xing Wang, Xinyu Liang, Qiming Peng, Suzhi Cai*, Zhongfu An*, and Wei Huang*
J. Am. Chem. Soc., 2024, DOI: 10.1021/jacs.4c08889
