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 據(jù)報道，近日，重慶理工大學材料學院楊朝龍課題組與新加坡南洋理工大學趙彥利課題組緊密合作，在Science Advances發(fā)表了題為Ultralong room temperature phosphorescence from amorphous organic materials toward confidential information encryption and decryption的研究論文。該論文首次報道了基于無定形聚合物的室溫長余輝發(fā)光材料。該論文被《Science Advances》選作首頁頭條在官網(wǎng)滾動報道。

長余輝發(fā)光是一種獨特的光物理現(xiàn)象，是指物質(zhì)在撤去激發(fā)光源后仍然能夠持續(xù)發(fā)光一段時間的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象一般存在于無機材料中，例如眾所周知的夜明珠。目前，無機余輝材料的研究已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，國內(nèi)外研究者已經(jīng)開發(fā)出大量的無機長余輝材料，并在夜光照明、生物成像等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。相對于無機長余輝材料，有機長余輝發(fā)光材料由于價格低廉、合成簡便、生物相容性好、柔性以及功能團易修飾等優(yōu)點，在生物成像、光學記錄、信息存儲、防偽系統(tǒng)等諸多高新科技領(lǐng)域有著誘人的應(yīng)用前景。然而，純有機長余輝現(xiàn)象通常只有在很低的溫度和無氧的環(huán)境等苛刻條件下才能被觀察到，在室溫且大氣環(huán)境下實現(xiàn)高效純有機長余輝發(fā)射是一個很大的挑戰(zhàn)。

圖1.無定型聚合物長余輝發(fā)光材料的設(shè)計策略

基于此，研究團隊經(jīng)過精心設(shè)計，制備了一個含有六個苯甲酸單元的客體分子六(4-羧酸-苯氧基)-環(huán)磷腈(圖1)。在室溫且大氣環(huán)境下，該分子本身不發(fā)射任何的熒光或磷光。但是，當將其引入到無定型聚合物聚乙烯醇(PVA)基質(zhì)中并成膜后，在激發(fā)光源關(guān)閉后顯示出明顯的長余輝現(xiàn)象。更有趣的是，此類薄膜的長余輝性能展現(xiàn)出了很強的紫外輻照依賴性(圖1)，也就是說隨著輻照時間增加，摻雜的PVA膜的長余輝性能得到明顯提升。基于這種獨特的輻照依賴性，研究團隊進一步研發(fā)了一種新型的綠色環(huán)保無油墨絲網(wǎng)印刷技術(shù)。該技術(shù)可應(yīng)用于票據(jù)、奢侈品、紙幣、機密文件等的高級防偽(圖2)。因此，該系列材料在軍方/政府等機密信息的加密和解密領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用前景。

圖2. 利用無定形聚合物長余輝發(fā)光材料打印的圖案

該研究工作得到了國家自然科學基金、國家留學基金、重慶市科委、重慶市教委、新加坡學術(shù)研究基金等項目的大力支持。重慶理工大學材料學院研究生蘇艷和南洋理工大學研究生SooZeng Fiona Phua為本論文的共同第一作者，重慶理工大學材料學院楊朝龍和南洋理工大學趙彥利為論文的共同通訊作者。