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咔唑类有机室温磷光材料设计研究进展
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作者 王晓澳 赵璐 +1 位作者 白云峰 冯锋 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第9期2417-2427,共11页
有机室温磷光(oRTP)材料具有良好的可加工性、优异的生物相容性、低生物毒性和低成本等优点,已成为目前功能材料研究的热点。其中,咔唑类oRTP材料从分子结构设计、性能调控优化等方面得到了快速的发展,并且在防伪、生物光学成像、信息... 有机室温磷光(oRTP)材料具有良好的可加工性、优异的生物相容性、低生物毒性和低成本等优点,已成为目前功能材料研究的热点。其中,咔唑类oRTP材料从分子结构设计、性能调控优化等方面得到了快速的发展,并且在防伪、生物光学成像、信息加密等方面得到更加广泛地应用。咔唑是一种含氮杂环化合物,为刚性平面共轭结构,具有优良的空穴传输特性和热稳定性。此外,咔唑的平面化结构有利于分子间堆积相互作用,从而加强了分子间电子耦合效应,稳定了三重态激子。并且,咔唑作为一种优良的发色团已被广泛的进行修饰以取得更加优良的RTP特性。本文阐述了oRTP材料的发光机理,总结了具有长磷光寿命的咔唑类oRTP材料的设计策略,主要包括:(1)分子间电子耦合作用:面对面堆积或H-聚集可以稳定三重态激子,通常有利于高效和长寿命的RTP。(2)自旋-轨道耦合作用:重原子强的自旋-轨道耦合能够有效地促进电子从第一电子激发单重态到最低激发三重态(S_(1)-T_(1))或从单重态到三重态(S_(n)-T_(n),n≥1)系间窜越(ISC),并诱导磷光发射。(3)激子分离体系:通过构建扭曲的供体-受体体系,分离最高已占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO),从而减小单重态与三重态的能隙(ΔE_(ST)),增大系间窜越速率(k_(ISC))。(4)聚合物包裹体系:聚合物包裹可以构建致密的刚性外部环境,从而有效地抑制非辐射跃迁和氧扩散,明显提高RTP效率,延长RTP寿命。(5)氢键体系:氢键的相互作用极大地削弱了分子振动和非辐射失活,提高其对温度的耐受性,并且可以屏蔽水和氧气。接着,介绍了咔唑类oRTP材料在防伪等方面的应用。最后,讨论了该领域面临的挑战和值得关注的研究方向。综上,挑战与机遇并存,可以预期咔唑类oRTP材料研究必将成为有机发光材料领域一个新的闪光点,随着研究的不断探索和创新,这类材料在未来将显示更加广阔的应用前景。 展开更多
关键词 咔唑 有机室温磷光 长寿命 设计策略 晶体
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有机室温磷光材料在生物医学中的应用 被引量:1
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作者 丁梅鹃 史慧芳 安众福 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期58-68,共11页
近年来,纯有机室温磷光(RTP)材料由于具有长的激发态寿命、大的Stokes位移、丰富的激发态性质等特点而备受研究者的广泛关注。相较于重金属配合物或无机磷光材料,有机磷光材料的原料来源广、成本低、合成条件温和,兼具质轻、柔性、可大... 近年来,纯有机室温磷光(RTP)材料由于具有长的激发态寿命、大的Stokes位移、丰富的激发态性质等特点而备受研究者的广泛关注。相较于重金属配合物或无机磷光材料,有机磷光材料的原料来源广、成本低、合成条件温和,兼具质轻、柔性、可大面积制备等诸多优势,室温磷光材料在数据加密、传感、有机电致发光、生物成像等领域展现出良好的应用前景。有机磷光材料具有长寿命发光和三线态发射的特征,利用时间分辨技术能有效扣除生物组织自身的背景荧光干扰,极大地提高生物传感和成像的灵敏度与信噪比,并通过与三线态氧气的TTA过程,有望实现这类材料在光动力抗癌与抗菌等生物领域的应用。而且纯有机磷光材料不存在重金属元素的毒性问题。因此,纯有机磷光材料在生物成像、癌症治疗等生物领域实现很好的应用。本文总结了近年来有机室温磷光在生物应用中的研究进展,包括生物成像、生物传感、光动力抗癌、抗菌等。最后,提出该领域尚待解决的问题并展望未来前景。 展开更多
关键词 有机室温磷光 纳米材料 生物成像
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纯有机室温磷光材料的应用 被引量:4
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作者 尹扩 叶子湛 马骧 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期497-510,共14页
室温磷光材料由于其独特的三线态发光机理而具有Stokes位移大、激发态寿命长等特点。然而传统的室温磷光材料多含重金属原子,随之产生的生物毒性问题和环境污染问题限制了其应用。相比之下,纯有机室温磷光材料生产成本低、毒性小,可通... 室温磷光材料由于其独特的三线态发光机理而具有Stokes位移大、激发态寿命长等特点。然而传统的室温磷光材料多含重金属原子,随之产生的生物毒性问题和环境污染问题限制了其应用。相比之下,纯有机室温磷光材料生产成本低、毒性小,可通过分子工程对有机结构进行灵活的设计和修饰,使其具有更丰富的发光特性,在防伪加密、有机电致发光、生物成像、传感检测等方面具有良好的应用前景。总结了近年来纯有机室温磷光材料在防伪与信息加密及储存、有机电致发光、生物成像、传感检测及其他应用方面的研究进展,并对纯有机室温磷光材料应用尚待解决的问题与未来可能的发展方向进行了简要总结和展望。 展开更多
关键词 有机室温磷光 防伪加密 有机电致发光 生物成像 传感检测
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纯有机室温磷光材料研究进展 被引量:1
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作者 刘梦阳 司越 董永强 《北京师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期595-607,共13页
有机室温磷光(room temperature phosphorescence,RTP)材料凭借制备简单、类型丰富、毒性低等特点,以及在显示、传感、生物成像等方面广阔的应用前景而备受关注.一般的有机RTP材料,其磷光寿命<10 ms,而具有长寿命(τ>100 ms)有机... 有机室温磷光(room temperature phosphorescence,RTP)材料凭借制备简单、类型丰富、毒性低等特点,以及在显示、传感、生物成像等方面广阔的应用前景而备受关注.一般的有机RTP材料,其磷光寿命<10 ms,而具有长寿命(τ>100 ms)有机RTP材料其磷光衰减过程裸眼可见,因而具有更广阔的应用前景.本文总结了近年来兼具高效率和长寿命有机RTP材料的分子设计策略,包括引入重原子、形成主-客体材料、构筑H聚集、形成氢键和设计成DonorAcceptor(D-A)结构. 展开更多
关键词 有机室温磷光 重原子 主-客体材料 H聚集 氢键 Donor-Acceptor结构
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纯有机电致室温磷光材料与器件研究进展 被引量:1
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作者 李梦珂 陈子健 +1 位作者 邱伟栋 苏仕健 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期90-100,共11页
纯有机室温磷光(RTP)材料由于能够直接利用电致激发产生的75%的三线态激子,近年来在有机电致发光领域受到研究人员的广泛关注。然而,由于纯有机材料理论上的自旋禁阻特性,使得三线态激子的辐射速率慢、激子寿命长,从而难以与非辐射耗散... 纯有机室温磷光(RTP)材料由于能够直接利用电致激发产生的75%的三线态激子,近年来在有机电致发光领域受到研究人员的广泛关注。然而,由于纯有机材料理论上的自旋禁阻特性,使得三线态激子的辐射速率慢、激子寿命长,从而难以与非辐射耗散竞争。因此,通过有效的分子设计策略实现增强的自旋-轨道耦合,从而促进快速的系间窜越和磷光辐射过程,进而实现高磷光量子效率并抑制长三线态激子寿命导致的各种非辐射失活,对于开发高效的纯有机电致RTP材料与器件至关重要。本文从RTP的分子结构设计出发对近年来的纯有机电致室温磷光材料和器件进行综述,总结了含有不同重原子的纯有机磷光材料的电致发光性能,指出目前研究中需要解决的关键问题,并对其在电致发光领域的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 有机室温磷光 三线态激子 电致发光 有机发光二极管
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分子聚集态发光展望:聚散不同性相远集体效应叹观止 被引量:3
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作者 李振 李倩倩 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期651-654,共4页
有机光电功能材料的宏观性质是分子聚集效应的客观体现,本文以力致发光和有机室温磷光为例,探讨了分子聚集态结构的影响因素和精细调控策略,并介绍了“MUSIC”的理念,以音乐创作形象化材料设计,强调了分子聚集态科学研究的重要性。
关键词 分子聚集态 力致发光 有机室温磷光 有机光电材料
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