深圳先进院/电子材料院朱朋莉、毛竹等 AOM：动态共价键构筑的形状记忆、自修复、可回收和全色发光的超长有机磷光类玻璃体材料

2022-09-24 来源：高分子科技

超长有机磷光(UOP)高分子材料在光电子、生物成像和信息加密等领域受到广泛关注。然而，具有可变机械强度、自修复和优良加工性能的UOP材料仍然是一项挑战。

近日，深圳先进电子材料国际创新研究院朱朋莉研究员、毛竹副研究员课题组和中山大学池振国教授课题组联合提出通过在类玻璃体材料中掺杂不同磷光体，实现高分子材料UOP的同时赋予其形状记忆、自修复、可回收等性能。在室温条件下，这类非晶态聚合物的磷光寿命可达1.75 s；此外，该超长有机磷光体系浸泡于水中4周后仍可表现出良好的发光性能。此研究为多功能超长有机磷光体系的构建及应用提供了一种简便、高效、经济的策略。近期，相关工作以“Shape-Memorable, Self-Healable, Recyclable, and Full-Color Emissive Ultralong Organic Phosphorescence Vitrimers with Exchangeable Covalent Bonds”为题在Advanced Optical Materials上在线发表。

图1 选择不同结构的固化剂构建具有不同弹性模量的类玻璃体材料，同时掺杂的不同磷光体使体系具有蓝色、绿色、黄色和红色的超长室温磷光。

图2 室温下环氧树脂/酸酐体系在365 nm激光照射后的磷光照片、稳态光谱和延迟磷光光谱。

掺杂不同磷光体的环氧树脂/酸酐体系在365 nm激发后，可分别表现出蓝、绿、黄、红四种颜色，其中肉眼可观察到的蓝色磷光可达22 s。通过延迟磷光光谱和磷光寿命光谱测得蓝色磷光的主峰位于480 nm左右，磷光寿命为1.75 s；绿色磷光的主峰位于530 nm左右，磷光寿命为1.38 s；测得黄色磷光的峰位于535 nm和570 nm左右，磷光寿命为1.33 s；测得红色磷光的主峰位于610 nm左右，磷光寿命为0.36 s。这种超长有机磷光表明环氧树脂/酸酐体系类玻璃体材料良好的刚性环境有效的抑制了激发态分子的振转运动，有利于超长有机磷光材料的制备。

图3 选择不同的固化剂体系调整超长有机磷光类玻璃体材料的拉伸性能。

选择不同的固化剂可赋予类玻璃体材料不同的机械性能、玻璃化转变温度等，调整这些性能可满足超长有机磷光类玻璃体材料在不同方向的应用需求。环氧树脂/酸酐体系掺杂DPCz、TMPA、HDCz和PyB后的模量分别为1113.65、1222.69、1157.01和991.06 MPa；而环氧树脂/癸二酸体系分别为2.05、1.01、4.67和1.59 MPa。二者之间的机械性能发生了明显的变化，主要原因是柔性基团的引入改变了固化体系的刚性，使体系由脆性材料转变为弹性体，扩大了超长有机磷光类玻璃体材料的潜在应用。

图4 超长有机磷光类玻璃体材料的形状记忆、自修复、可回收性能。

环氧树脂/癸二酸体系T_g比较低（29.63 °C ～ 36.98 °C），有利于低温塑形，扭转得到螺旋形状的类玻璃体材料室温下即可恢复到原始状态，升高温度可加速其恢复速度，前后材料的磷光性能不发生变化，表明了体系具有形状记忆功能。此外，经过热压，超长有机磷光类玻璃体在保持良好发光性能的同时表现出良好的自修复、可回收性能，为可多次使用的超长有机磷光材料发展奠定基础。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202201558

下载：Shape-Memorable, Self-Healable, Recyclable, and Full-Color Emissive Ultralong Organic Phosphorescence Vitrimers with Exchangeable Covalent Bonds

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（责任编辑：xu）

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