有機(jī)室溫磷光(RTP)具有廣泛的應(yīng)用前景，但柔性有機(jī)RTP材料，特別是環(huán)境友好型有機(jī)RTP材料的開發(fā)仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。天然聚合物基RTP材料由于具有生物相容性好、無毒、易降解、含量豐富等優(yōu)點(diǎn)，在信息加密、生物成像和防偽等領(lǐng)域展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。

然而多數(shù)天然聚合物基RTP材料發(fā)光顏色單一，呈剛性或粉末態(tài)，不利于其在多色顯示、柔性材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，研發(fā)可大面積制備且發(fā)光顏色可調(diào)的柔性RTP材料具有重要意義。

近日，聊城大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院李光教授課題組在Chemical Engineering Journal（中科院1區(qū)、TOP期刊，2023年最新影響因子為15.1 ）發(fā)表了題為Ultralong sodium alginate-based room temperature phosphorescence materials with advantages of color tunability, flexibility and facile large-area fabrication的學(xué)術(shù)研究論文，這是該課題組近兩年在該期刊發(fā)表的第三篇研究論文。

本文通過簡便的摻雜策略制備了具有外部刺激動(dòng)態(tài)響應(yīng)型的海藻酸鈉（SA）基室溫磷光材料，在水蒸氣熏蒸和加熱交替處理下，余輝顏色實(shí)現(xiàn)了良好的可逆性變化。此外，通過加入微量的甘油調(diào)節(jié)，成功制備了動(dòng)態(tài)響應(yīng)型的大面積柔性可調(diào)色RTP膜。

SA具有豐富的羥基和羧基基團(tuán)，可以與小分子形成氫鍵，通過分子內(nèi)及分子間氫鍵作用增強(qiáng)RTP發(fā)射。本研究通過在SA基體中摻雜苯硼酸(PBA)及其衍生物，制備了天然聚合物SA基RTP材料。4-羧基苯基硼酸摻雜體系SA-CPBA表現(xiàn)出最佳的RTP性能，其磷光壽命高達(dá)231?ms。水分子對(duì)有機(jī)RTP材料特別是水溶性RTP材料的影響較大，甚至?xí)?dǎo)致磷光猝滅，因此研究了水分對(duì)SA-CPBA發(fā)光性能的影響。

結(jié)果表明，SA-CPBA經(jīng)過水蒸氣熏蒸和加熱處理后，其余輝表現(xiàn)出激發(fā)波長依賴的顏色可調(diào)性，隨著激發(fā)波長從245 nm增加到302 nm，其余輝顏色由藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色。另外，在水蒸氣熏蒸和加熱交替處理下，其余輝顏色變化具有良好的可逆性。

為了進(jìn)一步拓展SA基RTP材料的應(yīng)用領(lǐng)域，該課題組通過在SA-CPBA基質(zhì)中加入微量的甘油(G)，得到了具有柔性和透明性的RTP薄膜，并且SA-CPBA-G也具有優(yōu)異的激發(fā)波長依賴的顏色可調(diào)性。此外，柔性SA-CPBA-G薄膜可利用涂膜機(jī)大面積制備。基于SA基RTP材料優(yōu)異的特性，該課題組成功地將SA基RTP材料應(yīng)用于柔性顯示和信息加密領(lǐng)域。

本研究為環(huán)保型柔性且發(fā)光顏色可調(diào)的聚合物基RTP材料制備提供了指導(dǎo)，并有助于將SA基材料的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到柔性顯示領(lǐng)域。

聊城大學(xué)的2022級(jí)研究生孫少晨為該論文的第一作者，李光教授、王利平教授和陶發(fā)榮老師為該論文的通訊作者，聊城大學(xué)為第一署名單位。此項(xiàng)研究工作得到國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金和聊城大學(xué)科研基金的支持。

該課題組近年來圍繞光功能高分子研究在Chemical Engineering Journal、Sensors and Actuators B: Chemical、Journal of Materials Chemistry C、European Polymer Journal、Analyst、Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy、Dyes and Pigments等知名期刊發(fā)表多篇論文，積極推動(dòng)了光功能高分子材料的研究和發(fā)展。（來源：聊城大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）

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