非共轭聚合物通常不发光，因为它们的能隙很宽、对光的吸收也很弱。不过，如果能让这些非共轭（生物）聚合物发出可调控的光、并具备动态响应能力，它们就能在疾病诊断、信息保护等领域大显身手。传统做法往往需要严苛的反应条件，还会产生副产物，甚至破坏原有聚合物的结构。在这项工作中，黄伟国课题组提出了一种“点亮”非发光聚合物的新策略。研究者搭建了一个“超分子多米诺模型”，由一个荧光团（多米诺的“触发器”）和多条不发光的聚合物链（“多米诺骨牌”）随机组成。聚合物链上未饱和侧基之间的空间共轭，使电子能够更高效地离域，从而缩小能隙。当在聚合物体系中加入微量荧光团后，荧光团和聚合物之间会发生电荷转移，产生比原荧光团更强、更红移的新发射。更有意思的是，聚合物浓度越高，这种红移的光越明显，就像多米诺骨牌被放大触发一样。此外，通过调节荧光团结构、聚合物分子量和化学结构，发射波长也能轻松调控。该策略为规模化、低成本制备荧光材料提供了一条全新的思路，并在成像、传感和数据保护等领域展现出广泛潜力。

  2025年11月10日，相关研究以Lighting Up the Non-conjugated Polymers in Full Color via Domino-Effect Triggered Emission为题发表在Advanced Materials上。

多米诺效应触发发光（DTE）：让非共轭聚合物“熠熠生辉”

  你能想象吗？原本“死气沉沉”的透明塑料，忽然被点亮成蓝的、绿的、红的，甚至白的。而且只用加“一点点”特殊分子，就能让它从不发光变成“全彩发射”。这可不是魔术，而是黄伟国团队提出的一种全新策略—多米诺效应触发发射（Domino-effect Triggered Emission, DTE）（Figure 2）。

图1. 传统点亮方法与本方法在非共轭聚合物点亮方面的比较。

图2. 多米诺效应触发发射。（a-b）多米诺骨牌触发器（PCZ-1）、多米诺骨牌（pPFPA）和重复单元上的红移发射示意图。

  在这个策略中，荧光分子就像多米诺骨牌的触发器，而多条原本不发光的非共轭聚合物链则是被依次推倒的骨牌。聚合物链上的未饱和侧基在空间中形成“隐形共轭通道”，让电子能够自由运动，从而缩小能隙。当在聚合物体系中加入极少量（ppm级）的荧光团时，荧光团与聚合物之间发生电荷转移，产生比原荧光团更强、更红移的发光。聚合物浓度越高，这种红移信号越明显，就像一连串骨牌被连续推倒一样，形成明显的信号放大效应，这与传统多米诺效应非常相似，具体如下：

  触发：PCZ-1荧光分子充当分子触发器，相当于推倒第一块骨牌。

  骨牌序列：聚合物的重复单元像精确排列的多米诺，邻近单元间通过空间共轭。

  级联放大：触发后，电荷转移依次在聚合物链上展开，形成电荷转移复合物，最终放大红移荧光信号。

  浓度效应：随着聚合物重复单元数量增加，信号放大效应更加明显，仿佛多米诺链式反应逐步推进。

  因此，该团队将这种现象命名为多米诺效应触发发光（DTE）。

  这种信号放大的关键在于：

  1.荧光团与聚合物之间的极性–π相互作用。

  2.随后的电荷传递，形成级联放大的红移发光信号。

  相比之下，普通荧光团和非共轭聚合物混合，并不会产生这种新发光。聚合物的“环境极性”也不是主因，真正点亮材料的是这条“电荷传递的连锁反应”。

  更亮眼的是，这种策略带来了三大突破：非共轭聚合物能在溶液和固体中实现全彩发光，颜色可调，还能动态响应环境（Figure 3）；甚至只加入几种蓝光荧光团，就能调出包括“白光”在内的各种颜色，完全不需要传统 RGB 组合（Figure 4）；发光的强度、颜色、偏振、寿命等全都能通过改变聚合物的分子量、结构或拓扑来“按需定做”；适用范围非常广：丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺、聚噁唑啉等几乎各种常见聚合物都能“被点亮”。

  这些结果还带来了三个重要发现：

  只需加入极微量（ppm级）的荧光分子，就能让原本不发光的聚合物亮起来，而且颜色还能随意调；全程不需要特殊官能团，也不用经历苛刻的化学反应，非常容易放大、加工、应用；荧光分子结构哪怕只改动一点点，聚合物的发光行为也会随之改变。这说明这套策略非常稳健，具有优异的可控性。聚合物本身的分子量、结构组成以及拓扑，会大幅影响最终的发光特征。换句话说，发光颜色和强度不仅由荧光分子说了算，聚合物也能“调色”。

  凭借这套多米诺式的发光机制，作者成功打造出一类可编程、多功能的非共轭发光材料，它们在光学传感、数据加密、智能胶黏剂等领域都展现出巨大潜力。也许下一次你看到一块不起眼的塑料发出五彩光芒，它就是被“多米诺”点亮的。

图3。荧光团和聚合物的化学结构。(a) PCZ-1、(b) PTA、(c) PCZ-DA、(d) PCZ-2、(e) PB的单晶结构。(f) PCZ-3的dft优化结构。(g)用于对照实验的传统荧光团，包括吖啶酮、菲和芘。(h)聚合物结构示意图。

图4. 荧光团在溶液、固体和聚合物基质中的基本光物理特性。(a)溶液和(b)固体中PCZ-1、PTA、PCZ-DA、PCZ-2、PCZ-3和PB的归一化荧光发射光谱。插图：紫外光下荧光团的荧光照片（从左至右：PCZ-1、PTA、PCZ-DA、PCZ-2、PCZ-3和PB）。(c)溶液和固体状态下荧光团的CIE色度图。(d) PCZ-1、(e) PTA、(f) PCZ-DA、(g) PCZ-2、(h) PCZ-3和(i) PB随pPFPA浓度的归一化发射变化。(j)溶液和(k)固态下与pPFPA混合的6个荧光团的最大红移发射光谱均归一化，并分别得到(l)对应的CIE色度图。插图：pPFPA浓度下紫外光下荧光团的荧光照片。

图5. DTE魔术调色板。(a)混色原理图。上：常规RGB颜色模型，下：新RGB颜色模型。(b)不同颜色混合的荧光光谱及其相应的视觉表示，分别包括红、绿、蓝、黄、青、紫、白。(c)本研究得到的关键颜色（R, G, B, Y, C, P, W）的CIE坐标。(d)基于荧光颜色变化的多输入“与”“或”逻辑门原理图。(e)逻辑门真值表，显示不同输入（A、B、C、D）对应的输出。(f)解密序列“ABCD”、 (g) “BCDA”，以及相应的输出。

图6. DTE荧光团的应用。(a)光聚合前驱体的组成。(b)基于DTE的光打印示意图。(c)光打印3D打印示意图。(d)使用不同DTE荧光团打印的蝴蝶模型。(e)使用不同荧光团打印的数字模型。(f) 使用多个荧光团打印的蜂窝模型，实现多色荧光。(g)光粘剂成分和荧光颜色随刚性变化。(h)光粘胶，插图显示光粘剂的荧光颜色变化。(i)拉伸试验示意图，(j)绿色荧光强度与光粘剂粘附强度的相关性。365 nm: 50.0 mW cm^-2。

  结论

  总而言之，黄伟国课题组提出了一种全新的“多米诺效应触发发光”策略，让原本不发光的非共轭聚合物，被轻轻一推就“亮了起来”，而且还能在溶液和固体中实现全光谱发射。这套方法以菲啶类荧光团作为“启动键”，多条非共轭聚合物链作为一串“多米诺骨牌”。只需往聚合物里加入极微量（ppm级）的荧光团，就能激发荧光团和聚合物之间的电荷转移，产生明显红移、完全不同于原荧光团本身的新发射。更有意思的是，只要把多种蓝光荧光团一起引入，就能轻松调出从蓝到红甚至纯白光的全色域发光，而不需要传统 RGB 三色组合。此外，通过调控聚合物的分子量、单体结构和链拓扑，发光特性可以被精准调节，甚至“按需编程”。这一独特的优势，使得这种体系在多输入逻辑门、3D全彩荧光打印、智能粘合剂、艺术设计、智能显示和安全数据加密等领域都展现出极高的应用潜力。

  一句话总结：这是一种能让“普通聚合物熠熠生辉”的发光新策略，简单、可调、可扩展，应用前景相当亮眼。

  原文链接:https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202510125