配位超分子自组装系列进展:首次实现紫外-可见-近红外广谱触发长余辉

稿件来源:院办 发布人:李心宇 编辑:院办 发布日期:2019-02-20

        长持续发光(LPL)又称长余辉发光,是指经过光源辐照后,将光能加以储存,在关闭辐照后仍能保持一段时间发光的独特而迷人的光学现象。古代达官贵人们所追捧的夜明珠即属于此类发光现象。而今,长余辉材料在照明、显示、装饰、传感、防伪、军事夜视、生物成像等不同领域均具有广泛的用途。然而,目前的长余辉材料大多是稀土或贵金属掺杂的无机物,成本昂贵,合成条件苛刻,在结构和功能改性以及大规模生产方面具有局限性。近年来,基于有机分子基的长余辉材料逐渐问世,科学家们陆续报道了包括纯有机固体、主客体共晶、金属-有机杂化材料和金属-有机框架等不同类型的长余辉材料。但在这些材料中,长余辉的触发光源大多限于高能紫外光,虽然近期一些研究已逐渐拓展至可见光波段,但利用更长波段近红外光触发的长余辉材料仍属空白。

        近日,中山大学化学学院潘梅教授课题组另辟蹊径,设计了一种基于D-π-A型配体的金属-有机超分子盒。配体的电子结构赋予其同时具有良好的单光子吸收(OPA)和双光子吸收(TPA)的双路径发光特性。在配体与Cd(II)组装构筑的M2L2超分子盒中,配体的双路径发光得以保持,并通过金属中心的重原子效应,以及超分子组装中的π堆积和J聚集态得以强化、放大和优化。在该配位超分子盒材料中,不仅可以利用紫外(UV)或可见白光(WL)激发的OPA路径,同时可以有效利用低能近红外光(NIR)激发的TPA路径,经由不同激发单重态到三重态之间的能量转移过程,实现了蓝色荧光(F)、黄色磷光(P)、组合白光(WLE)、以及红色长余辉发光(LPL)的丰富发光现象。由此,在金属-有机材料中,首次获得了同时具有紫外、可见白光和近红外光的广谱光能蓄水池,并由此触发红色长余辉的多功能发光材料,可广泛应用于隐身、防伪、装饰、显示等不同领域。

图1

        相关研究成果以“A Metal–Organic Supramolecular Box as a Universal Reservoir of UV, WL, and NIR Light for Long Persistent Luminescence”为题发表在Angew. Chem. Int. Ed. (2019, 58, doi: 10.1002/anie.201812708)第一作者为我院博士研究生王政,通讯作者为潘梅教授。该工作得到国家自然科学基金、广东省珠江人才计划本土创新科研团队、生物无机与合成化学教育部重点实验室和Lehn功能材料研究所的大力支持。

        论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201812708