Small Science:基于超分子组装体的热激活延迟荧光材料

热激活延迟荧光(TADF)材料作为最先进的有机发光二极管(OLED)发射体,有望取代磷光复合物,因而引起了广泛的关注。有机TADF材料能够驾驭单态和三态激子[后者通过反向系统间交叉(rISC)],从而在器件中实现高达100%的内部量子效率是这些先进光电发射体受到关注的关键。近年来有报道称,通过rISC捕获三态电子,高效的蓝色和深蓝色oled的外量子效率分别达到了25.7%和28.2%,克服了25%的“自旋统计瓶颈”。TADF化合物也越来越多地被用作光催化剂。(图1)TADF机制中三重态的存在使得这些系统可以用作氧气传感器,而TADF发射的温度依赖性使得它们可以用作分子温度计。TADF发射器特有的长激发态寿命,加上其比有机金属配合物的低毒性,是推动其作为生物成像试剂探索的因素。尤其值得一提的是,它们的长寿命使得TADF标记物和生物自身荧光的短寿命放射物之间存在明显的区别。随着这些材料的使用增加和使用范围的多样化,也需要对其性能进行更有效的控制。与其他类型的发光化合物不同,将TADF材料掺入超分子组装中还未得到充分的研究,可能通过分子内/分子间的相互作用从根本上改变它们的性质,减少不必要的非辐射衰变,并在光催化中提供新的反应活性。

英国圣安德鲁斯大学Eli Zysman-Colman教授Small Science发表的综述中着重讨论了于TADF发生在超分子体系中的有机组分的例子。文章重点从超分子TADF光催化、超分子凝胶、TADF超分子金属笼、机械联锁轮烷的放射物、TADF金属有机框架(MOFs)、TADF金属环、限域在分子筛内的碳点以开启TADF、有机大环和大笼分子、有机点、自组装纤维的角度回顾了基于超分子组装体的热激活延迟荧光材料。一系列具有TADF的超分子系统的例子已被提出,但这一领域仍有待开发,这些系统的潜力尚未充分实现。可以确定的是,光物理性质可以在自组装中进行微调,这有时会产生新的反应,导致失去TADF性质,也可能导致TADF机制的开启。随着TADF的化合物的队伍不断扩大,相关的超分子体系也将得到扩展,进一步促进该领域的发展。

图1 涉及有机发射体的TADF机制

相关文章已在线发表在Small Science上。()

论文信息:

Supramolecular Assemblies Showing Thermally Activated Delayed Fluorescence

Thomas A. Comerford, Eli Zysman-Colman*

Small Science

DOI: 10.1002/smsc.202100022

链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smsc.202100022