2019年10月20日

科学家首获单一材料结构下多彩“夜明珠”


2019年04月15日

近日,中国科学院院士黄维、南京工业大学先进材料研究院教授安众福团队与新加坡国立大学教授刘小钢课题组合作,首次实现了单一有机晶体材料下的多彩长余辉发光,展现了该类材料在多彩显示、防伪以及可视化紫外光精准探测等领域的应用潜力。相关研究成果在线发表于4月8日《自然—光子学》。

长余辉发光是指发光材料撤去激发光源后,仍能持续发光数秒至数小时的一种发光现象。长余辉发光材料又称“夜明珠”。由于长余辉发光材料具有寿命长、斯托克斯位移大及激发态丰富的特性,被广泛应用于防伪、加密以及生物成像等前沿科学领域。

科学家通过调控分子结构、晶体分子堆积等策略,基于不同发光材料结构,实现了长余辉发光颜色调控。但是,该策略不仅操作复杂、不可控,且具有一定偶然性。如何在单一材料结构中实现多彩长余辉发光是该领域重大研究挑战之一。

研究团队借鉴量子点、碳点等纳米材料实现多彩发光设计思想。在单一有机分子晶体中,通过巧妙的分子结构和晶体堆积设计,同时构筑分子态和聚集态的长余辉发光,获得了一系列激发波长依赖的动态多彩长余辉发光新材料。

研究人员介绍,在晶体状态下,随着激发波长从250~400纳米逐渐红移,有机长余辉发光颜色逐渐由紫色变为绿色,呈现出激发波长依赖的长余辉发光特性。该类材料的长余辉寿命为2.45秒,最大长余辉发光效率为31.2%。

鉴于这种动态长余辉发光特性,该类材料被首次成功应用于多彩显示和可视化紫外光精准检测。该成果加深了科学界对长余辉发光性质调控的认知,为智能化新材料的开发和应用提供了新思路。