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2019-04-01
有机长余辉材料是近几年发展的一类发光材料。然而，绝大多数有机分子仅仅在聚集态（如晶体）或者需要掺杂在特殊的主体中才能发挥出室温长余辉发光，主要原因是分子在聚集态中可以实现分子间的电子耦合，进而通过系间穿越（ISC）敏化三重激发态。为了实现有机分子在无定型状态下的长余辉发光，华中科技大学化学与化工学院朱锦涛教授团队与武汉国家光电研究中心朱泽策博士合作构建了一种存在分子内电子耦合作用的有机小分子（CzDPS）（见图1）。
图1、CzDPS在晶体中的构象及室温发光现象。
分子中的咔唑（给体）和二苯砜（受体）单元在空间上靠近，这种给受体在空间上的近距离作用可有效地介导系间穿越，并实现非聚集态的长余辉发光。研究结果表明，CzDPS不仅在晶态中具有室温磷光现象，而且在掺杂浓度仅为1wt %的光固化胶中仍然具有长余辉发光，表明该类材料在塑料和光固化3D打印等领域中有很好的潜在应用。
在此基础上，该团队还探讨了该有机长余辉材料在时间分辨成像中的应用。传统有机材料的发光寿命一般在纳秒到毫秒量级，往往需要复杂而精密的成像设备才能将材料的发光与背景散射光区分开来。而长余辉材料的发光寿命可达秒级，通过一般的CMOS相机即可检测到毫秒延迟的长寿命发光。利用CzDPS的长余辉发光性质，该团队仅通过在紫外LED灯下照射附着在指纹上的样品，关掉紫外LED灯后使用手机拍照，即可实现指纹的时间分辨发光成像，有效消除了散射光和基底的自荧光对指纹识别的干扰（见图2），为指纹识别鉴定提供了一种新的、简便方法。
图2、CzDPS用于指纹的时间门控成像。
研究结果发表于《Materials Horizons》杂志上，田迪博士为文章第一作者。
全文链接：http://dx.doi.org/10.1039/C9MH00130A
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