导语
具有长余晖的纯有机室温磷光材料因其在光电、生化等领域的应用前景及其理论研究价值而得到广泛的关注。如何构建具有不同发光颜色的长余晖材料一直是纯有机室温磷光材料领域的一大难点。近日，华东理工大学田禾院士、马骧教授课题组开发了一种基于辐射能量转移实现颜色可调控长寿命发光材料的通用性策略。相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed.（DOI: 10.1002/anie.202115748）。
马骧课题组简介
课题组主要研究领域为基于功能染料的有机光电组装材料等。围绕基于精细有机功能染料的亲水性软材料的精确构建、精准表征和精细调控，拓展传统染料新的功能性应用等关键科学问题，开展了系统的应用基础研究：一是对功能染料客体进行精确设计，构建具有特定组装模式和功能的超分子及聚合物软材料体系，对功能染料单元的荧光发光波长进行了有效地调控；二是通过分子组装策略，对功能染料的室温磷光发射效率进行了有效的调控，构建了系列非晶态纯有机室温磷光发射材料体系。目前课题组有博士后2名，博士10名，硕士13名。
马骧教授简介
华东理工大学教授，英国皇家化学会Fellow（FRSC）。2003年于天津大学获学士学位，2008年获华东理工大学大学博士学位。现担任英国染色家学会（The Society of Dyers and Colourist, SDC）颜料和溶剂染料技术委员会（Colour Index Pigment and Solvent Dyes Technical Board）编委，中国化学会高级会员，青委会委员，超分子化学专委会委员，分子光子学与激发态化学专委会委员，中国化工学会染料专委会委员，中国感光学会青年理事。任学术期刊 Dyes and Pigments 执行主编等。迄今已发表论文140余篇，被引用6000余次，申请发明专利十余项，出版译著两本，英文专著三个章节，合编中文教材一本。
主要研究领域为基于功能染料的有机光电组装材料等。围绕基于精细有机功能染料的亲水性软材料的精确构建、精准表征和精细调控，拓展传统染料新的功能性应用等关键科学问题，开展了系统的应用基础研究：一是对功能染料客体进行精确设计，构建具有特定组装模式和功能的超分子及聚合物软材料体系，对功能染料单元的荧光发光波长进行了有效地调控；二是通过分子组装策略，对功能染料的室温磷光发射效率进行了有效的调控，构建了系列非晶态纯有机室温磷光发射材料体系。
马骧教授曾获2021年国家自然科学基金委杰青项目资助，2020年石油和化学工业联合会青年科技突出贡献奖，2020年上海化学化工学会庄长恭化学化工科学技术进步奖，2020年上海市优秀学术带头人，2019年当选英国皇家化学会会士（FRSC)，2019年度上海市自然科学二等奖，2019年中国化工学会侯德榜化工科学技术青年奖，2019年上海市曙光学者，2018年上海“青年科技英才”等。
前沿科研成果 基于辐射能量转移构建颜色可调控长余晖材料的通用策略 在纯有机室温磷光材料领域中，如何构建具有不同发光颜色的长余晖材料一直是一大难点。除了结构修饰之外，非辐射能量转移过程是调控磷光材料发射波长的另外一种可行策略。但是这一策略除了要求能量给受体的能级匹配之外，还要求给受体之间的距离足够近，因而限制了其广泛应用。 与非辐射能量转移过程不同，辐射能量转移一般被认为不能够改变能量给受体的发光寿命。但是该研究团队发现，当辐射能量转移过程中的能量给体是长余晖材料时，能量受体的“发光寿命”会延长到与能量给体的发光寿命保持一致。原因在于当撤去激发光后，能量给体的余晖会充当激发光源继续激发能量受体（荧光材料），从而导致观测到的能量受体的发光寿命（定义为“表观寿命”）与给体材料的余晖寿命一致。 基于这一策略，该研究团队选取了开环态无荧光、闭环态有强荧光发射（发光量子产率>80%）的光致变色化合物1a与青色长余晖材料1BBI-DMBA。同时，化合物1闭环态（1b）的吸收峰与1BBI-DMBA的发射峰能够较好的重叠。而开环态化合物1a的吸收与1BBI-DMBA的发射峰无重叠。这意味着1b能够与1BBI-DMBA发生辐射能量转移而1a不能。将化合物1a与1BBI-DMBA简单的混和后，所得固体粉末（1BBI-DMBA-1）表现出明显的青色余晖。在紫外光的持续照射下（40 s），成功使得1BBI-DMBA-1的青色余晖转变为黄绿色余晖。其CIE坐标由（0.19, 0.30）调控到了（0.31, 0.46）。
图1. a）化合物1BBI, DMBA, 1a和1b的化学结构式；b）化合物1a和1b的吸收光谱，化合物1b的发射光谱和1BBI-DMBA的发射光谱（插图：1BBI-DMBA的寿命衰减曲线）
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
图2. 1BBI-DMBA-1（4 wt%）的吸收光谱（a）、荧光光谱（b）、磷光光谱（c）、激发光谱（d）和寿命衰减曲线（e）在紫外光照射前后的变化；（f）紫外光照射前后，含有不同质量分数1a的1BBI-DMBA-1的归一化磷光光谱；（g）含有不同质量分数1a的1BBI-DMBA-1在光稳态时的磷光CIE坐标图；（h）1BBI-DMBA-1（8 wt%）在紫外光照射前后的余晖照片。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
将磷光体替换为具有蓝色长余晖的丙烯酰胺聚合物（P1）后，利用其在DMF等溶剂中的分散性，成功实现了在溶液态和凝胶态下不同颜色余晖的可逆调控。通过系统的表征这些材料在不同状态下的发射光谱、发光寿命、激发光谱等数据，并设置相应的控制实验，成功证明了其辐射能量转移的机理。这一策略不仅具有较为简单的工作原理，同时还有很强的通用性和可行性。相关成果以“A Universal Strategy for Tunable Persistent Luminescent Materials via Radiative Energy Transfer”为题发表于Angew. Chem. Int. Ed. （DOI: 10.1002/anie.202115748），文章第一作者是博士研究生马良伟。
图3. P1-1（5.0×10-5 M）的DMF溶液的荧光光谱（a）、磷光光谱（b）、CIE坐标图（c）和寿命衰减曲线（d）在紫外光照射前后的变化；（e）在交替的365和480 nm光照下，P1-1在430 nm处的磷光强度变化；（f）含不同浓度1a的P1-1的DMF溶液在光稳态时的磷光CIE坐标图（插图：P1-1的DMF溶液（1.0×10-4 M）在紫外光照射前后的余晖照片）。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
图 4.（a）在不同状态下P1-1-DOG的DMF溶液的照片；（b）P1-1-DOG的DMF凝胶在紫外光照射前后的余晖照片。
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
图 5. 基于辐射能量转移过程的颜色可调控的长寿命发光材料的工作原理示意图和不同状态下的余晖照片
（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）
文章以“A Universal Strategy for Tunable Persistent Luminescent Materials via Radiative Energy Transfer”发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 202115748，文章作者为：Liangwei Ma, Qingyang Xu, Siyu Sun, Bingbing Ding, Zizhao Huang, Xiang Ma*, He Tian。
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