Small:主客体掺杂型有机室温磷光材料的研究进展

有机室温磷光材料由于具有高的三线态激子利用率、长的发光寿命、大的斯托克斯位移等优点,使其在在数据加密、防伪、生物成像、有机发光二极管及传感等领域有着广泛的应用前景,近年来受到了研究人员的广泛关注。晶体工程、主客体掺杂、金属-有机框架、H -聚集、自组装等策略已经被证实是构建有机室温磷光材料的有效手段。其中,主客体掺杂型有机室温磷光材料因其制备简单、成本低、分子结构广泛、性质可控等优点而受到广泛关注,近年来研究取得了最显著的进展。

南京邮电大学陶冶教授,陈润锋教授和西北工业大学黄维院士课题组系统总结并概括了主客体室温磷光材料的分子设计策略、室温磷光性质与结构之间的内在联系,并综述了近年来主客体掺杂型室温磷光材料发展的重要进展。

首先,作者介绍有机室温磷光发光的基本原理和关键参数,着重介绍了系间窜越过程和三线态激子的产生,磷光发光机理以及寿命,效率以及发光持续时间等参数;接下来,根据分子设计策略不同将主客体掺杂室温磷光材料分为刚性基质,激基复合物以及敏化型室温磷光材料体系;随后,根据各种室温磷光材料体系中所用主体材料不同,如大环分子、小分子以及聚合物等,详细总结了目前已报道的主客体掺杂型室温磷光材料的光学性质、发光机理以及结构和性能之间的关系,重点讨论了不同的主体材料的选择对于室温磷光材料性质的影响;得益于主客体室温磷光材料体系良好的生物相容性、光稳定性和化学惰性,以及优异的柔韧性、低毒性和材料多样性等特点,作者介绍了此类材料在颜色、寿命和激发波长复用的信息加密和防伪、可编程标签、3D打印、指纹识别以及电致发光二极管、传感器和生物成像等领域的中的应用优势。最后,作者探讨了该领域面临的挑战和机遇,如对主客体室温磷光发光过程的发光机制和影响因素需进一步探讨,深入了解室温磷光材料发光机理;除了常用的氢键以外用于构建主客体相互作用的新的分子间作用力需要探索;主客体室温磷光材料的效率和寿命还亟需提高;与荧光,金属有机磷光以及热活化延迟荧光材料和应用的多样性相比,主客体室温磷光材料的种类和应用还相对较少,希望在未来能够开发出更多的主客体室温磷光材料体系,以进一步完善对该领域的认知。

论文信息:

Recent Advances on Host–Guest Material Systems toward Organic Room Temperature Phosphorescence

Xi Yan, Hao Peng, Yuan Xiang, Juan Wang, Lan Yu, Ye Tao*, Huanhuan Li, Wei Huang*, Runfeng Chen*

Small

DOI: 10.1002/smll.202104073

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202104073