據(jù)報(bào)道, 有機(jī)長余輝材料是近幾年發(fā)展的一類發(fā)光材料。然而,絕大多數(shù)有機(jī)分子僅僅在聚集態(tài)(如晶體)或者需要摻雜在特殊的主體中才能發(fā)揮出室溫長余輝發(fā)光,主要原因是分子在聚集態(tài)中可以實(shí)現(xiàn)分子間的電子耦合,進(jìn)而通過系間穿越(ISC)敏化三重激發(fā)態(tài)。
為了實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子在無定型狀態(tài)下的長余輝發(fā)光,華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院朱錦濤教授團(tuán)隊(duì)與武漢國家光電研究中心朱澤策博士合作構(gòu)建了一種存在分子內(nèi)電子耦合作用的有機(jī)小分子(CzDPS)(見圖1)。分子中的咔唑(給體)和二苯砜(受體)單元在空間上靠近,這種給受體在空間上的近距離作用可有效地介導(dǎo)系間穿越,并實(shí)現(xiàn)非聚集態(tài)的長余輝發(fā)光。研究結(jié)果表明,CzDPS不僅在晶態(tài)中具有室溫磷光現(xiàn)象,而且在摻雜濃度僅為1wt %的光固化膠中仍然具有長余輝發(fā)光,表明該類材料在塑料和光固化3D打印等領(lǐng)域中有很好的潛在應(yīng)用。
圖1、CzDPS在晶體中的構(gòu)象及室溫發(fā)光現(xiàn)象
在此基礎(chǔ)上,該團(tuán)隊(duì)還探討了該有機(jī)長余輝材料在時(shí)間分辨成像中的應(yīng)用。傳統(tǒng)有機(jī)材料的發(fā)光壽命一般在納秒到毫秒量級,往往需要復(fù)雜而精密的成像設(shè)備才能將材料的發(fā)光與背景散射光區(qū)分開來。而長余輝材料的發(fā)光壽命可達(dá)秒級,通過一般的CMOS相機(jī)即可檢測到毫秒延遲的長壽命發(fā)光。利用CzDPS的長余輝發(fā)光性質(zhì),該團(tuán)隊(duì)僅通過在紫外LED燈下照射附著在指紋上的樣品,關(guān)掉紫外LED燈后使用手機(jī)拍照,即可實(shí)現(xiàn)指紋的時(shí)間分辨發(fā)光成像,有效消除了散射光和基底的自熒光對指紋識別的干擾(見圖2),為指紋識別鑒定提供了一種新的、簡便方法。
研究結(jié)果發(fā)表于《Materials Horizons》雜志上,田迪博士為文章第一作者。 |