摘要：同時剛性碳硼烷籠狀骨架在晶態下可定向形成多重分子間氫鍵如非經典B-H×××p相互作用, 因此可以有效抑制分子運動，從而有效穩定長壽命三線態激子，使得硼簇分子的磷光壽命可達到0.666秒，絕對磷光效率爲7.1%，在無重原子的有機磷光材料中表現出優異的發光性能。尤其是硼簇單元較大地拓展了分子體系的共軛結構，使得材料具備可見光激發的能力，並且表現出動態發射行爲如力致和熱致變色, 這些結果發表在近期Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201903920，爲設計多功能有機磷光材料提供了新思路。

導讀

長餘輝發光，是指光激發停止後，仍持續發光的現象。由於其長時間的發光特性，該材料廣泛應用在顯示、裝飾等光電子器件領域。與無機長餘輝材料（金屬氧化合物和金屬配合物等）相比，有機長餘輝材料具有柔性、豐富的激發態性質以及低成本、易修飾等特點，近幾年來受到了科研工作者的廣泛關注。

在室溫條件下，由於弱的自旋軌道耦合，或者由於氧氣、分子振動導致三線態激子的嚴重非輻射失活，導致有機磷光材料的發光效率通常很低。儘管可以通過理性分子設計，如引入強分子間氫鍵、主客體摻雜以及重原子等獲得高效的有機磷光，但是通常得到的分子剛性強，很難在固態下表現出可調控的發光行爲，同時重原子的引入使得材料在穩定性和生物毒性方面遇到難題。鑑於以上因素，超長有機磷光材料在實際應用方面受到較大影響。

圖1. a) 室溫條件下的穩態熒光及磷光光譜； b) 硼簇發光分子結構； c) 高效磷光發光機理

基於前期在硼簇實現高效磷光金屬配合物的研究基礎上（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13434; Chem. Sci. 2017, 8, 5930），燕紅課題組利用硼簇構築了超長有機磷光分子（圖1）。研究發現，在激發態具有s芳香性的硼簇單元可與有機共軛體系發生分子內電子耦合，有效促進系間竄越；同時剛性碳硼烷籠狀骨架在晶態下可定向形成多重分子間氫鍵如非經典B-H×××p相互作用, 因此可以有效抑制分子運動，從而有效穩定長壽命三線態激子，使得硼簇分子的磷光壽命可達到0.666秒，絕對磷光效率爲7.1%，在無重原子的有機磷光材料中表現出優異的發光性能。尤其是硼簇單元較大地拓展了分子體系的共軛結構，使得材料具備可見光激發的能力，並且表現出動態發射行爲如力致和熱致變色, 這些結果發表在近期Angew. Chem. Int. Ed. 10.1002/anie.201903920，爲設計多功能有機磷光材料提供了新思路。與已報道的有機超長磷光材料相比，該類高性能有機磷光材料無金屬和重原子特性使其在顯示、生物成像等方面更具有應用前景。

該項工作由南京大學燕紅課題組與南京工業大學安衆福教授和馬會利研究員合作完成，南京大學博士生塗德雙及南京工業大學博士生蔡素芝爲共同一作，該項研究得到了國家自然科學基金委和科技部的支持。

來源 | 南京大學化學化工學院 編輯 | 化學加

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