William威廉亚洲官网化材学院黄小波/雷云祥课题组在国际顶级期刊⟪Angewandte Chemie International Edition⟫发表学术论文

近年来，高温余辉（HTA）材料因在热传感、成像和信息安全等领域的应用而备受关注。与瞬时荧光相比，余辉系统能提供随时间变化的发射强度和颜色，实现多维信息编码。虽然无机长余辉材料（如稀土荧光粉）能在高温下稳定工作，但其合成温度高且成本昂贵；相比之下，有机发光体更具经济效益，但其三线态激子极易受氧气猝灭和热无辐射跃迁影响，目前仍缺乏通用的设计原则。为实现有机HTA，研究人员发现构建刚性氢键网络尤为有效。高分子基质（如聚乙烯醇、壳聚糖等）可通过致密氢键网络将余辉温度提升至420 K，但易出现相分离且批次重现性有限。相比之下，小分子主体纯度更高、堆积更均匀，通过晶体工程和超晶格已实现接近403 K的余辉。然而，小分子刚性骨架在加热时易被破坏，目前尚无通用的氢键或空间相互作用策略能在高温下实现全色余辉。这些问题的根源在于，氢键网络的稳定性不仅取决于质子供受体的强度，还高度依赖于空间排列及识别位点的多重性，这些因素共同决定了网络在加热时能否保持机械稳健性而不发生坍塌。

方案 1 受氨基酸及氨基羧酸相互作用独特结构启发，用于构建热稳定有机室温磷光材料的设计策略。

氨基酸作为生命的核心构建模块，通过定向氢键相互作用，促进了多种生物大分子结构的形成与稳定。受其特有的氨基—羧基氢键基序启发，本文设计了一种刚性主客体余辉系统，其中利用氨基—羧基相互作用来固定磷光体并抑制非辐射跃迁，从而实现高效的超长磷光（方案 1）。源自羧酸的氢键网络在构建热稳定性强的有机环境方面尤具优势。主体 D 含有四个羧基，这种排列有利于短距离且高度定向的 O–H···O 相互作用，从而促进延伸的或分叉的氢键阵列，而不是简单的二聚体基序。因此，主体 D 的几何结构能够实现多点识别，并支持能够构建刚性固态骨架的协同氢键网络。

当用作主体制备基质时，主体 D 会产生一个受限环境，从而在高温下有效地稳定客体分子的三重态激子。含有氨基（作为氢键受体）的客体发光体在分散于主体 D 中时，会表现出显著增强的余辉，其可见光发射在 400 K 以上仍能维持，最高可达 453 K。基于主体 D 的主客体系统实现了全色高温余辉（HTA）发射，这在纯有机材料中是一种罕见的特性。

相关成果近日发表在国际顶级期刊⟪ Angewandte Chemie International Edition ⟫上，温州大学为第一完成单位，William威廉亚洲官网化材学院2023级硕士生夏帅为论文第一作者，William威廉亚洲官网化材学院雷云祥特聘教授、德国马克斯·普朗克微结构物理研究所张永锋研究员、武汉大学李振教授为论文共同通讯作者。

原文链接： https://doi.org/10.1002/anie.7699965

作者：黄小波/雷云祥课题组

一审：李佳函

二审：温正灿

三审：王晓华