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研究人员回顾了有机室温磷光材料在应用方面的最新进展

2023-04-04 15:04:20 来源: 用户: 

具有室温磷光(RTP)发射的有机材料由于具有长寿命、大斯托克斯位移、刺激响应性等非凡特性而受到广泛关注,并在广阔的领域展现出广阔的前景。然而,有机荧光粉的激发态能量很容易通过热辐射和碰撞失活而消耗掉。

因此,通过结晶和超分子组装创造刚性环境等众多设计策略被用于通过限制非辐射跃迁、增强系统间交叉等来改善RTP材料的发光特性。

一组科学家从发光与显示、环境检测、生物成像等实际应用的角度总结了有机RTP材料的最新进展。基于他们的工作,总结了不同应用对有机RTP材料的要求,可能对未来RTP材料的应用研究带来启示。这篇评论发表在《工业化学与材料》杂志上。

有机发光二极管(OLED)近来在显示屏上展现出优异的性能,而荧光材料中只有25%的单线态激子可以被利用来发光。因此,收集单线态激子和三线态激子以达到100%的理论内量子效率使磷光材料具有吸引力。

“相关科研人员通过不同的策略,设计出了许多基于RTP的高外量子效率的有机发光二极管,远远超过了典型荧光材料5%的理论极限,”华东理工大学教授马说。和技术,中国。

由于紫外线照射和RTP发射的不同寿命,防伪或数据加密由于紫外线照射和RTP发射的不同寿命,基于RTP材料的除了简单的基于紫外光开关的防伪和数据加密外,RTP材料的不同寿命为利用时间分辨技术实现多重防伪或数据加密提供了可行的途径。

此外,化学响应RTP也是实现多重防伪的潜在手段。除了上述应用之外,RTP材料还因其独特的发光特性而被研究用于两种罕见但有意义的应用,即打印和潜在指纹的可视化。

“众所周知,影响RTP材料发光性能的因素有很多,比如氧气、温度等,”马说。“所以基于RTP的化学传感器也是不可或缺的研究方向,可以在环境检测中产生实际应用。”

基态氧的自旋三重态特性使得O2很容易淬灭RTP材料的三重态激子,这使得RTP材料成为O2检测的理想候选材料。通常,磷光强度和寿命的降低都可以用来实现氧的定量检测。

温度也是影响RTP发射的重要外部环境因素,因为高温会增强非辐射跃迁,因此开发了相应的RTP材料用于温度传感。此外,有机小分子对RTP发射的猝灭效应使得基于RTP材料的化学传感器成为可能。

光学成像在生物医学和临床研究中发挥着重要作用。与荧光相比,RTP在更长的波长下具有更长的寿命,有利于消除荧光背景干扰和散射光,获得更高的信噪比(SBR)。尽管RTP材料在生物成像方面具有诸多优势,但水溶液中的非辐射衰变和淬灭剂严重阻碍了其实际应用。

研究人员创新性地提出了一种超分子自组装策略和自上而下的纳米粒子配方,以在室温下在水溶液中实现稳定的磷光。因此,研究人员不仅成功构建了高分辨率、深穿透的近红外磷光材料,还开发了同时具有长波长激发和磷光发射的RTP材料,有效避免了紫外光对生物体的伤害。

这些工作在生物成像方面显示出巨大的潜在应用价值。

虽然采用不同策略构建的有机室温磷光材料由于发光性能不同而被广泛应用于各个领域,但制备出更优异的应用型RTP材料仍有巨大的研究空间。因此,团队也探讨了如何克服磷光材料的挑战和前景。

为了获得高效的有机发光二极管,磷光材料需要满足量子产率高、寿命短的特点,而用于防伪和加密的RTP材料往往需要丰富的发光颜色,并在紫外激发下表现不同。并且在生物成像方面的应用要求RTP材料具有更长的波长和寿命以消除荧光背景干扰并获得更高的信噪比。

此外,由于RTP材料非凡的光学性能,其应用范围应该得到拓宽。对RTP材料的进一步探索,不仅有助于加深对光致发光的认识,也将促进光电功能材料在我们生活中的实际应用。

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