據報道“紫外光看不見、摸不著,在許多時候是對人體有害的,利用我們開發的材料,就可以將不可見的紫外光可視化檢測出來!”史慧芳說,“而且這種材料展現出不同顏色的持續發光,可以實現對不同波長的紫外線進行精準探測,此外,該材料還可以應用于信息加密、二維碼的識別等。”史慧芳所說的材料,是指一種新型的有機長余輝發光材料,俗稱有機“夜明珠”。 長余輝發光是指發光材料撤去激發光源后,仍能持續發光數秒至數小時的一種發光現象。早在2015年,南京工業大學先進材料研究院黃維院士、安眾福教授研究團隊就率先在單一組分有機半導體中實現了長余輝發光。近日,在此基礎上,他們再次取得重大突破,最新開發出的這種有機“夜明珠”,還可以“變”出不同顏色。日前,該團隊的這一成果發表在國際頂尖學術刊物《自然 光子學》上。 據論文的主要貢獻者之一、南京工業大學史慧芳副教授介紹,雖然已有科學家通過調控分子結構、晶體分子堆積等策略,基于不同發光材料結構,實現了長余輝發光的顏色調控,但該策略不僅操作復雜,而且不可控,具有一定偶然性。盡管多彩發光應用廣泛,如何在單一材料結構中實現多彩長余輝發光,仍是該領域面臨的重大研究挑戰之一。 針對這一難題,黃維院士、安眾福教授與新加坡國立大學劉小鋼教授課題組合作,借鑒量子點等納米材料,實現了多彩發光設計思想。在單一有機分子晶體中,通過巧妙的分子結構和晶體堆積設計,同時構筑分子態和聚集態的長余輝發光,獲得了一系列激發波長依賴的動態多彩長余輝發光新材料。論文第一作者谷龍博士表示,課題組以不同的波長激發,隨著從短波長到長波長的改變,可以產生出從藍紫光到綠光不同顏色的長余輝發光,“而當我們將波長再調回到短波長的時候,就會又‘變’回到一個藍紫光的長余輝,這樣我們就實現了長余輝發光的動態、可逆的變化。”而該研究的另一優勢則是,可以將一些不可見的紫外光實現一個可視化的檢測。 這一新材料的長余輝壽命為2.45秒,最大長余輝發光效率為31.2%。鑒于這種動態長余輝發光特性,該類材料被首次成功應用于多彩顯示和可視化紫外光精準檢測。該成果不僅加深了科學界對長余輝發光性質調控的認知,還為開發更加智能化新材料并實現在有機光電子、柔性電子等領域應用提供了新思路。 黃維院士指出,研究團隊作為國際上有機長余輝發光的開拓者,一直致力于對有機長余輝發光新材料的開發、新機理的研究以及新應用的探索,繼在單一組分有機半導體中實現長余輝發光以來,此項研究成果再次實現了長余輝發光領域的重大突破。與目前所報道的材料相比,所獲得的材料,在發光壽命、效率以及發光顏色調控上均展現出獨特優勢,展現出非常廣闊的應用前景。 |