基于同一分子实现高效率室温磷光和光激活室温磷光仍是一项艰巨挑战，且主体材料对磷光性能的影响机制亟待阐明。福建师范大学黄维教授、蔡素芝副教授与南京工业大学安众福教授提出一种创新策略：通过将芳香杂环衍生物掺杂到不同聚合物中，成功实现了高效率和光激活室温磷光（图1）。选择噻吩-2,5-二羧酸（TDA）、呋喃-2,5-二羧酸（FDA）、4-氧代-1,4-二氢喹啉-3-羧酸（ODA）及其衍生物作为客体分子。值得注意的是，与粉末状态相比，这些客体分子在聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）和聚丙烯酸（PAA）中的磷光效率均显著提升（图2），室温下绝对磷光效率最高可达66.2%（图4）。理论计算与对照实验表明，这种高效磷光源于促进系间窜越与降低非辐射跃迁的协同增强效应（图3）。有趣的是，当TDA、FDA或ODA掺杂到聚（N,N-二甲基丙烯酰胺）（PDMA）或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）中时，经紫外光激活后磷光强度与寿命均急剧增加，其中，掺杂1 wt.% ODA的PVP薄膜的磷光寿命从1.2 ms延长至578.6 ms（图5）。此外，TDA掺杂的PAM粉末表现出时间依赖性多色超长室温磷光发射，余辉颜色从亮绿色渐变至深蓝色（图2）。通过改变客体分子，可实现深蓝到绿色的多色高效室温磷光发射。基于高效、多色发射与光激活特性，这些主客体体系已成功应用于多色显示和高级信息存储领域，为开发基于相同客体的高效率和光激活室温磷光聚合物奠定了理论基础。

  该工作以“Host-Dependent Tunable Phosphorescence Based on Aromatic Heterocyclic Derivatives: Highly Efficient and Photo-Activated Ultralong Organic Phosphorescence”为题发表在《Advanced Materials》上。文章第一作者是福建师范大学硕士生杨环宇和博士生王跃飞。该研究得到国家自然科学基金和福建省自然科学基金的大力支持。

图1通过调控芳香杂环掺杂主体，实现高效率和光激活超长室温磷光设计理念

图2将TDA、FDA、ODA掺杂到PAM后的光物理性质

图3实现高效率室温磷光的发光机理

图4将TDM、FDM、ODM掺杂到PAM后的光物理性质

图5将TDA、FDA、ODA掺杂到PDMA或PVP后的光物理性质

图6高效率多彩室温磷光聚合物在多彩显示等方面的应用

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202503550