兰州大学刘伟生团队: 消旋化提升室温磷光材料量子产率/寿命/水稳定性

【中心新闻】2024-06-06 10:00:00

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研究背景

室温磷光 (RTP) 材料因其优异的发光性能，在防伪、信息存储和光电等领域具有重要的应用。然而，大多数 RTP 材料在水性环境中实现持久的 RTP 性能仍存在重大挑战。

文章简介

近日，兰州大学刘伟生教授团队采用外消旋化，显著增强了一系列荧光粉的RTP特性（如量子产率、寿命和余辉时间），并实现了在水中稳定的磷光发射。该工作将一系列手性荧光粉（NDBD-Ph、NDBD-Ph-Ph、NDBD-CH3 和 NDBD-O-CH3）的外消旋体纳入聚丙烯腈 (PAN) 基质中，得到的掺杂薄膜显著增强了其室温磷光量子产率、寿命和余辉时间。

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  • 图1. 掺杂薄膜的光致发光现象示意图

这种增强可归因于基质中外消旋分子堆积密度的增加和自旋轨道耦合 (SOC) 常数的增加。值得注意的是，外消旋的 rac-NDBD-Ph@PAN 薄膜即使在水中浸泡一个月后仍表现出持久的明亮绿松石色余辉。此外，该研究团队首次在酸性和碱性条件下 (pH = 2–12) 实现了随 pH 值变化的增强的绿色到青色 RTP 响应，最大磷光发射强度增加了三倍。

该系统卓越的水稳定性、可逆响应特性和磷光增强特性为水环境中的动态信息加密提供了广阔的前景。相关研究成果以“Employing racemization strategies to simultaneously enhance the quantum yield, lifetime, and water stability of room-temperature phosphorescent materials”(《通过消旋化提高室温磷光材料的量子产率、寿命和水稳定性》)为题，发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上。


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论文信息

作者简介

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蔺增刚 博士研究生
兰州大学

本文第一作者，兰州大学 21 级在读博士研究生，导师刘伟生教授，研究方向有机室温磷光发光材料。







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刘伟生 教授
兰州大学
本文通讯作者，兰州大学教授，博士生导师，入选“新世纪百千万人才工程”国家级人选、甘肃省领军人才第一层次和甘肃省高等学校教学名师。主要研究领域为稀土功能配合物、无机功能材料。在 J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，Adv. Funct. Mater.，Adv. Sci. 等学术刊物上发表论文 500 余篇，授权国家发明专利 21 项，有关成果获教育部自然科学一等奖（2011 年）、甘肃省科技进步一等奖 2 项（2004 年，2020 年）、ISFM 功能材料国际研讨会稀土资源利用研究奖（2016 年）及甘肃省高等学校教学成果一等奖（2022 年）。

期刊介绍


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rsc.li/chemical-science

Chem. Sci.

2-年影响因子* 8.4分
5-年影响因子* 8.6分
最高 JCR 分区* Q1 化学-综合
CiteScore 分† 15.2分
中位一审周期‡ 34 天


Chemical Science 是涵盖化学科学各领域的跨学科综合性期刊，也是英国皇家化学会的旗舰期刊。所发表的论文不仅要在相应的领域内具有重大意义，而且还应能引起化学科学其它领域的读者的广泛兴趣。所发表的论文应包含重大进展、概念上的创新与进步或者是对领域发展的真知灼见。发文范围包括但不限于有机化学、无机化学、物理化学、材料科学、纳米科学、催化、化学生物学、分析化学、超分子化学、理论化学、计算化学、绿色化学、能源与环境化学等。作为一本钻石开放获取的期刊，读者可以免费获取所发表论文的全文，同时从该刊的论文版面费由英国皇家化学会承担，论文作者无需付费。