近日，我院MOOM团队蔡志雄课题组在光诱导电荷转移实现聚合物基质中的动态光致变色和荧光变色相关方面研究取得了新进展。相关成果以“Photoinduced Charge-Transfer Enables Dynamic Photochromism and Fluorochromism in Polymer Matrix”为题发表在美国化学会材料科学领域权威期刊《ACS Materials Letters》上。
提高光刺激响应发光材料的稳定性，关键在于调控激发态电荷转移与三重态动力学，尤其在氧淬灭和复合物的环境敏感性方面。因此，控制光诱导电荷转移复合物（PCTC）的形成、限域与系间窜越，对调节动态荧光变色与室温磷光（RTP）具有重要意义。这项研究选取1,8-萘酰亚胺类电子受体（NA、NABu、NDIBu，调节烷基链与共轭程度）与多种叔胺电子供体（TPA、DPA、DMA、MTBD等），通过溶液浇铸将供体-受体对嵌入聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等聚合物基质，构建原位生成PCTC的动态发光薄膜。PMMA的刚性限域和低透氧环境抑制了PCTC解离与三重态非辐射衰减，结合受体n,π/π,π与供体孤对电子的轨道重叠，促进单重电荷转移态向三重电荷转移（3CT）态ISC，从而获得由蓝荧光到绿、黄、红的可调稳态发射，以及黄/橙黄RTP余辉。通过精细调控受体共轭、供体给电子能力和聚合物基质（PMMA/PS/PVP，薄膜/玻璃态），可分别调节CT态能量、SOC强度与氧阻隔效果：NA-TPA@PMMA优化膜磷光寿命达139.7 ms、荧光PLQY 11.79%；NABu-TPA@PMMA磷光主峰约545 nm、寿命131.1 ms、磷光量子产17.54%；NDIBu-TPA体系红移至约610 nm但寿命降至45.7 ms；玻璃态NA-TPA余辉可达184.3 ms、肉眼余辉约2 s。上述供体-受体-基质三元调控实现了PCTC稳定化与RTP/荧光变色的协同区分。该结果为基于光诱导电荷转移的多色动态余辉薄膜提供了通用策略，并可拓展至防伪标签、紫外直写图案和时序信息加密。
我院2024级硕士研究生邱华开为论文第一作者，蔡志雄、李飞明、中国石油大学曾景斌为论文的共同通讯作者，闽南师范大学为第一署名单位。该研究得到了国家自然科学基金（No. 21904055），福建省自然科学基金（No. 2024J1806）等共同资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.6c00512
（图/文：邱华开）
