近期，北京林业大学许凤教授、陈胜副教授研究团报道了一项关于纤维素基室温磷光材料的重要进展。该工作成功制备了兼具耐水性与多色发射特性的可持续磷光材料，通过理性设计分子间相互作用网络，有效解决了传统有机室温磷光材料在水环境中易发生淬灭的关键瓶颈。研究采用以天然纤维素为基质，通过引入特定芳香酸作为磷光体，并创新性地利用N,N’-二环己基脲作为结构稳定剂。其核心机制在于，在溶解-再生过程中原位构建了纤维素、稳定剂与磷光体之间复杂的多重氢键与非键相互作用网络。这种强化后的刚性微环境能够显著抑制水分侵入所引发的非辐射跃迁通道，从而保障了三重态激子在含水条件下的稳定性，实现了磷光的高效发射。

  2025年12月21日，该工作以“Water-Resistant and Multicolor Room Temperature Phosphorescence from Cellulose”为题发表在《Advanced Functional Materials》上，论文第一作者为北京林业大学博士研究生李翠环，共同通讯作者为许凤教授、陈胜副教授。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

图1 纤维素基抗水多色室温磷光材料的构建

  光谱表征表明，通过调控磷光体的π共轭结构（如联苯二酸、菲羧酸与芘羧酸），材料可实现从绿色（504 nm）到红色（606 nm）的磷光颜色调控。其中，基于菲羧酸的体系在室温下表现出高达36.56%的磷光量子产率与723 ms的寿命，体现了优异的综合性能。尤为突出的是，材料在水中浸泡十天后，其磷光强度与寿命均未发生衰减，部分体系寿命甚至出现增长，证实了其卓越的环境稳定性。

图2 纤维素基室温磷光材料在水环境中的光学性能研究

  研究进一步通过分子动力学模分析，从理论上阐释了耐水性的结构起源。模拟结果表明，稳定剂的加入显著增强了体系内的氢键数量与非键相互作用能，为磷光体提供了更强的空间限域效应，这是其在水中抵抗淬灭的微观基础。基于此独特性能，研究团队展示了该材料在水响应型信息加密、水相Fe³⁺离子特异性检测以及水下应急光信号指示等方面的潜在应用。

图3 纤维素基室温磷光材料水下发光的机理研究

图4 应用前景：“水控”多级信息加密；水相中金属离子检测

  此项研究不仅发展了一类性能优异的可持续磷光材料，更重要的是提供了一种通过构筑强健分子相互作用网络以稳定材料功能、抵御环境干扰的普适性策略。它突破了纤维素基磷光材料无法适用于潮湿环境的传统认知，为设计面向真实复杂工况的下一代智能发光材料提供了新的思路。

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202526407