有機光電材料（2022全國金屬材料分析測試與模擬計算線上報告會）和器件的智能化是有機電子學(xué)今后重要的發(fā)展方向之一，發(fā)展具有動態(tài)響應(yīng)特性的光電材料，有望賦予光電器件獨特的性能，開拓器件應(yīng)用研究領(lǐng)域的新視野，為研制高性能和新功能器件提供新途徑。然而，如何理性地構(gòu)建動態(tài)響應(yīng)型光電材料仍然是一個挑戰(zhàn)，相關(guān)研究已經(jīng)成為化學(xué)、材料領(lǐng)域的前沿?zé)狳c問題。
針對這一難題，南京郵電大學(xué)陳潤鋒教授和黃維院士團隊基于諾貝爾獎獲得者Pauling提出的經(jīng)典共振理論，利用共振體系真實電子狀態(tài)在不同結(jié)構(gòu)之間共振的動態(tài)調(diào)節(jié)特性，提出光電性質(zhì)動態(tài)選擇性調(diào)控概念，建立光電材料分子設(shè)計和功能的動態(tài)調(diào)控方法，創(chuàng)制了新型動態(tài)共振光電材料。在前期的研究基礎(chǔ)之上，他們進一步發(fā)現(xiàn)共振結(jié)構(gòu)之間轉(zhuǎn)變的活化能（ERV）是影響有機長余輝材料刺激響應(yīng)的關(guān)鍵因素，提出利用共振工程調(diào)控其活化能實現(xiàn)三線態(tài)激子動態(tài)產(chǎn)生速率的調(diào)控，建立了衡量材料光活化能力的量化參數(shù)，開發(fā)了具有可調(diào)制動態(tài)光響應(yīng)行為的有機長余輝材料體系。
研制的動態(tài)有機長余輝材料明顯的光活化現(xiàn)象和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，其發(fā)光壽命從~40 ms提高到了720 ms，發(fā)光效率由1.54%提高到了5.1%，并且表現(xiàn)出可控的光活化速率，隨著共振活化能的增加，其光活化速率逐漸降低，在功率密度為0.5 mW/cm2時，其光活化速率可以由0.48 min-1減小到0.31 min-1。利用此類具有可控光活化能力的動態(tài)共振有機長余輝材料作為涂層材料，開發(fā)了新型可重復(fù)利用的光學(xué)加密紙張。利用圖案化的紫外光照射和熱處理技術(shù)，可以實現(xiàn)圖案/信息的按需調(diào)制和擦除。這一工作攻克了動態(tài)響應(yīng)型光電材料（2022全國金屬材料分析測試與模擬計算線上報告會）分子設(shè)計的科學(xué)問題，闡明了共振能力是動態(tài)共振光電材料性質(zhì)調(diào)控的關(guān)鍵所在，為動態(tài)共振光電材料分子結(jié)構(gòu)的理性設(shè)計與優(yōu)化，材料性能的精確調(diào)控提供了一定的理論指導(dǎo)和新的技術(shù)途徑。
相關(guān)工作發(fā)表在國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Journal of the American Chemical Society（《美國化學(xué)會志》）上，文章的共同通訊作者為南京郵電大學(xué)信息材料與納米技術(shù)研究院陶冶教授、黃維院士和陳潤鋒教授。這一工作是陳潤鋒教授和黃維院士團隊從零起步，開辟、發(fā)展了動態(tài)共振有機光電材料的研究方向，并持續(xù)深耕這一“冷門”的領(lǐng)域的最新研究成果。
原文：
Resonance-Induced Stimuli-Responsive Capacity Modulation of Organic Ultralong Room Temperature Phosphorescence
Ye Tao*, Chang Liu, Yuan Xiang, Zijie Wang, Xudong Xue, Ping Li, Huanhuan Li, Gaozhan Xie, Wei Huang*, and Runfeng Chen*
J. Am. Chem. Soc., 2022, DOI: 10.1021/jacs.2c01669
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