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朱卫国团队提出增强有机室温磷光新理论

   发布时间: 2020-05-07    已浏览: 53

  固体分子与室温磷光(RTP)性质的相关性,如弛豫动力学和发光强度之间的相关性迄今仍不明确,探明其中的科学奥秘是一个极具挑战性的课题。手性发光材料在螺旋自组装、手性识别、生物传感、3D显示、信息存储与处理、圆偏振激光等领域具有广泛的应用前景。然而,对于组成和原子排列方式完全相同的手性异构体分子而言,弄清分子晶体堆积与RTP性质之间是否存在相关性具有重要的意义。早在20世纪初,德国化学家Wallach对于手性分子提出了著名的Wallach规则晶体中,外消旋构型分子一般会比其绝对构型分子具有更高的稳定性和更大的密度。但是在手性发光材料,特别是在长寿命的手性RTP材料中是否也遵守Wallach规则至今是个谜。


  针对这一关键科学问题,通过不懈探究,近期我院朱卫国教授团队与台湾大学周必泰教授合作提出了外消旋化增强磷光理论:对于具有RTP特性的手性分子,其外消旋构型分子的发光一般也会遵守Wallach规则,即与绝对构型分子相比,其外消旋构型分子不仅具有更大的密度,而且具有更长寿命和更高效率的磷光。他们进一步通过1,1'-联萘-2,2'-双二苯膦(BINAP)系列分子验证了这一理论。研究显示:在外消旋分子(rac-BINAP)的晶胞中,R-S-构型的BINAP分子两两交错排列,比绝对构型的R-BINAPS-BINAP具有更强的短程分子间作用力,能够有效抑制双分子间的三线态-三线态湮灭(TTA)等方式的非辐射跃迁,从而有效提高室温磷光效率。可喜的是,合作团队结合这一理论、利用BINAP材料的本征荧光和磷光发射,成功地制作了非掺杂白光有机发光器件(WOLEDs)。研究成果为提高有机RTP效率及实现RTP材料在有机发光器件中的应用具有重要意义。

   研究成果发表在《自然.通讯》(Nature Communications)上,题为“Exploiting Racemism Enhanced Organic Room-Temperature Phosphorescence to Demonstrate Wallach’s Rule in the Lighting Chiral Chromophores”。文章的第一作者是常州大学博士研究生吴秀刚、台湾大学硕士研究生黄俊颖和台湾大学博士研究生陈登高,常州大学为该文章第一通讯单位,朱卫国教授和周必泰教授为通讯作者。



该工作得到了国家自然科学基金-中石化联合基金重点项目、江苏省“双创人才”高校创新类工程项目,江苏省光电热能量转换材料与应用工程实验室、材料科学与工程苏省高等学校优势学科建设工程(PAPD),高分子材料与工程江苏高校品牌专业建设工程(TAPP)江苏省研究生科研创新计划基金的经费资助。

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