固體分子與室溫磷光(RTP)性質的相關性,如弛豫動力學和發光強度之間的相關性迄今仍不明確,探明其中的科學奧秘是一個極具挑戰性的課題。手性發(fā)光材料在螺旋自組裝、手性識別、生物傳(chuán)感、3D顯示(shì)、信息(xī)存儲與處理、圓(yuán)偏振激光等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。早在(zài)20世(shì)紀初,德國化學家Wallach對於手(shǒu)性分子提出了著名的Wallach規則:在晶體中,外消旋構型(xíng)分子(zǐ)一般會比其絕對構型分子具有更高的穩定性和(hé)更大的密度。但是在手性發光材料,特別是在長壽(shòu)命的(de)手性RTP材料中是否也遵守Wallach規則至今尚無定論。
針對這一關鍵科學問題,通過不懈探究,近期,我校材料科學與工程學院朱衛國(guó)教授團隊與台灣(wān)大學周必泰教授合作提出了外消旋化增強磷光理論:對於具有RTP特性的手性分子,其外消旋構型分子的發光一般也(yě)會遵(zūn)守Wallach規則,即與絕對(duì)構(gòu)型分子相比,其外消(xiāo)旋構(gòu)型分子(zǐ)不僅具有更大的密度,而且具有更長壽(shòu)命和更高效率的(de)磷(lín)光。他們(men)進一步通過1,1'-聯萘-2,2'-雙二苯膦(BINAP)係列分子驗證了這一理論。研究顯(xiǎn)示:在外消旋分(fèn)子(rac-BINAP)的晶胞中,R-與S-構(gòu)型的BINAP分子兩兩交(jiāo)錯排列,比絕對構型的(de)R-BINAP、S-BINAP具有更強的短程分子間(jiān)作用力,能夠有效抑製雙分子間的三線態-三線(xiàn)態湮滅(TTA)等方式的非輻射躍遷,從而有效提高室溫(wēn)磷光效率。可喜的(de)是,合作團隊結合這一理論、利(lì)用BINAP材料(liào)的本征熒光和磷光發射,成(chéng)功製作了非(fēi)摻雜白光有機發光器件(WOLEDs)。研究成果為(wéi)提高有機RTP效(xiào)率(lǜ)及實現RTP材料在(zài)有機發光器件中的應用具有重要意(yì)義。
研究成果發表在《自然·通訊》(Nature Communications)上,題為《外(wài)消旋化增強室溫磷光——瓦拉赫規則在手性發光體中的延伸應用》(Exploiting Racemism Enhanced Organic Room-Temperature Phosphorescence to Demonstrate Wallach's Rule in the Lighting Chiral Chromophores)。(通訊員/蔡震(zhèn)宇 任濤 審核/汪國餘 陳(chén)智棟 編輯/莊媛)

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