一、唐本【導(dǎo)讀】
室溫磷光（RTP）源于從激發(fā)三重態(tài)到基態(tài)的忠團(tuán)輻射躍遷的發(fā)光。傳統(tǒng)的隊(duì)N的室無(wú)機(jī)RTP材料通常需要貴金屬或稀土金屬，因此存在一些固有問題如高成本、光熱光材潛在毒性和在潮濕環(huán)境穩(wěn)定性差等。誘導(dǎo)因此，溫磷開發(fā)環(huán)境友好、料牛無(wú)金屬的唐本純有機(jī)RTP材料至關(guān)重要。量子產(chǎn)率和壽命是忠團(tuán)評(píng)價(jià)RTP材料性能的兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。近年來(lái)隨著科技的隊(duì)N的室發(fā)展，科學(xué)家們開發(fā)了具有強(qiáng)發(fā)射和長(zhǎng)余輝的光熱光材純有機(jī)RTP系統(tǒng)，包括晶體工程、誘導(dǎo)主客體相互作用、溫磷H聚集和聚合物基質(zhì)輔助。料牛智能響應(yīng)RTP材料，唐本其中RTP對(duì)外部刺激作出響應(yīng)的系統(tǒng)研究較少，但由于其在傳感、成像和防偽方面的廣泛應(yīng)用，正在吸引越來(lái)越多的注意力。
二、【成果掠影】
近日，Nature Communications以題為“Photo-thermo-induced room-temperature phosphorescence through solid-state molecular motion”在線刊發(fā)了唐本忠院士團(tuán)隊(duì)關(guān)于光熱響應(yīng)室溫磷光材料的文章。該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并制備了一系列包含三嗪核和三個(gè)溴聯(lián)苯單元的分子轉(zhuǎn)子：o-Br-TRZ、m-Br-TRZ和p-Br-TRZ。溴和三嗪部分用作室溫磷光活性單元，溴聯(lián)苯單元用作轉(zhuǎn)子以驅(qū)動(dòng)分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)受到強(qiáng)紫外光照射時(shí)，o-Br-TRZ、m-Br-TRZ和p-Br-TRZ的分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)增加，從而通過(guò)分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生光熱效應(yīng)。令人印象深刻的是，p-Br-TRZ獲得的光熱溫度高達(dá)102?℃時(shí)，由于分子運(yùn)動(dòng)后的有序分子排列，同步觸發(fā)其磷光。熱效應(yīng)對(duì)于觸發(fā)有效的磷光非常重要，光子輸入對(duì)于提供精確和無(wú)創(chuàng)的刺激非常重要。這種連續(xù)的光熱磷光轉(zhuǎn)換有望開發(fā)出一種新型無(wú)創(chuàng)、刺激響應(yīng)磷光材料。深圳大學(xué)為本論文第一單位，深圳大學(xué)余振強(qiáng)副教授、Wu Yue為共同通訊作者。
三、【核心創(chuàng)新點(diǎn)】
1、設(shè)計(jì)并制備了一系列分子轉(zhuǎn)子：o-Br-TRZ、m-Br-TRZ和p-Br-TRZ，溴和三嗪部分用作室溫磷光活性單元，溴聯(lián)苯單元用作轉(zhuǎn)子以驅(qū)動(dòng)分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
2、紫外光照后，分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)增加，從而通過(guò)分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生光熱效應(yīng)。
3、熱效應(yīng)可觸發(fā)響應(yīng)性磷光，因此可提供精確和無(wú)創(chuàng)的刺激響應(yīng)。
四、【論文掠影】
圖一、設(shè)計(jì)的分子結(jié)構(gòu)與光熱致磷光示意圖
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（a）從o-BR-TRZ到m-BR-TRZ再到p-BR-TRZ時(shí)，分子轉(zhuǎn)子的合理設(shè)計(jì)和依次升高光熱溫度。
（b）以p-Br-TRZ為例，連續(xù)光熱誘導(dǎo)磷光示意圖。
圖二、設(shè)計(jì)的三嗪衍生物的光物理特性
（a-c）照片顯示了o-BR-TRZ、m-BR-TRZ和p-BR-TRZ的光致發(fā)光現(xiàn)象，以及在紫外線輻照90s前后磷光量子產(chǎn)率（φp）的變化。
（d-f）o-BR-TRZ、m-BR-TRZ和p-BR-TRZ紫外輻照前后光致發(fā)光光譜。
（g-i）o-BR-TRZ、m-BR-TRZ和p-BR-TRZ在環(huán)境條件下光活化前后的紫外-可見漫反射光譜。
圖三、三嗪衍生物的光熱效應(yīng)
（a）溴位置依賴性光熱溫度變化表明，光熱效應(yīng)與取代基（BR）位置密切相關(guān)，并且p-BR-TRZ最適合光熱轉(zhuǎn)化。
（b）p-Br-TRZ、m-Br-TRZ和o-Br-TRZ兩個(gè)苯環(huán)之間動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)角的統(tǒng)計(jì)概率。
圖四、熱效應(yīng)激活的RTP
（a-b）分別在25、70、100、130和150℃下加熱5 min時(shí)固態(tài)p-Br-TRZ粉末在25℃下記錄的熒光發(fā)射和XRD譜。
（c）在-40℃下紫外線輻照（365 nm，516 mW/cm2）前后p-Br-TRZ的發(fā)射光譜。
圖五、光功率響應(yīng)RTP及其應(yīng)用
（a）將紫外光的功率從0增加到516 mW/cm2粉末狀p-BR-TRZ的光熱溫度的變化，表明光熱溫度和輻照功率之間存在線性關(guān)系。
（b）p-BR-TRZ與365 nm光的功率與波長(zhǎng)的發(fā)光的三維圖顯示了增強(qiáng)輻射功率增強(qiáng)磷光和磷光/熒光強(qiáng)度比的動(dòng)力學(xué)。
（c）不同的功率365 nm光輻照的p-BR-TRZ，與（b）中對(duì)應(yīng)的CIE坐標(biāo)圖。
（d）發(fā)光染料的壓印光刻用于多級(jí)防偽圖案。
五、【前景展望】
綜上所述，研究人員開發(fā)了一系列溴取代的分子轉(zhuǎn)子，其中可以通過(guò)改變溴化物的位置和輻照能力來(lái)控制光誘導(dǎo)的磷光的顏色。由于鹵素取代的空間作用，o-BR-TRZ形成高度有序的排列，并通過(guò)分子填充誘導(dǎo)的磷光機(jī)制產(chǎn)生明亮的磷光，而其他異構(gòu)體是無(wú)定形的，并且不發(fā)出磷光。當(dāng)被強(qiáng)紫外光照射時(shí)，o-BR-TRZ，m-BR-TRZ和p-BR-TRZ的分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)會(huì)增加，從而通過(guò)非放射性衰減產(chǎn)生光熱效應(yīng)。它們對(duì)分子運(yùn)動(dòng)的固有敏感性使p-BR-TRZ和m-BR-TRZ的分子排列有序，并允許“開關(guān)”磷光。因此，使用分子輻射和非輻射衰減的基本特性，這種無(wú)創(chuàng)和智能響應(yīng)RTP材料的連續(xù)光熱磷光轉(zhuǎn)換應(yīng)運(yùn)而生。
文獻(xiàn)鏈接：Photo-thermo-induced room-temperature phosphorescence through solid-state molecular motion?(?Nat. Commun.,?2022, DOI:?10.1038/s41467-022-31481-3)
本文由賽恩斯供稿。
