華南師范大學(xué)許炳佳和石光課題組報(bào)道了一種具有雙重力刺激響應(yīng)特性的高效圓偏振熱激活延遲熒光材料。通過在鄰苯二甲酰亞胺中引入四氫萘和咔唑，所構(gòu)建的對(duì)應(yīng)異構(gòu)體能形成空間群為手性和極性的晶體，并且表現(xiàn)出熱激活延遲熒光、圓偏振發(fā)光、聚集誘導(dǎo)發(fā)光、力致發(fā)光、力致發(fā)光變色等多種性質(zhì)。
圓偏振熱激活延遲熒光材料能有效率利用單重態(tài)和三重態(tài)激子并且發(fā)射圓偏振光，在有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）中有重要的應(yīng)用。近年來，關(guān)于圓偏振發(fā)光和熱激活延遲熒光的研究均已取得了很多重要的進(jìn)展。然而，具有力刺激響應(yīng)特性的圓偏振熱激活延遲熒光材料仍極少有報(bào)道。此外，很多傳統(tǒng)的熱激活延遲熒光化合物都受聚集發(fā)光淬滅效應(yīng)影響，在固態(tài)下發(fā)光較弱甚至不發(fā)光。
為了解決上述問題，許炳佳和石光課題組與華南理工大學(xué)的趙租金教授課題組合作，以鄰苯二甲酰亞胺為核心，通過在其N原子和苯環(huán)的3號(hào)位上分別引入四氫萘和咔唑，合成得到了一對(duì)結(jié)構(gòu)扭曲的對(duì)映異構(gòu)體R-CzTA和S-CzTA。
研究發(fā)現(xiàn)， R-CzTA和S-CzTA在溶液中能發(fā)射不對(duì)稱因子分別為0.84×10-3和-1.03×10-3的圓偏振熱激活延遲熒光，并且表現(xiàn)出聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性。在晶體狀態(tài)下，R-CzTA和S-CzTA同樣能發(fā)射藍(lán)色的熱激活延遲熒光，其熒光量子產(chǎn)率可達(dá)48.7% and 45.3%。與此同時(shí)，在外力刺激下，兩個(gè)對(duì)映體的晶體均能直接產(chǎn)生強(qiáng)烈的光發(fā)射，并且表現(xiàn)出顯著的光致發(fā)光顏色變化（Δλem=51 nm），即同時(shí)具有力致發(fā)光和力致發(fā)光變色特性。換言之，通過在鄰苯二甲酰亞胺中引入四氫萘和咔唑，成功將熱激活延遲熒光、圓偏振發(fā)光、聚集誘導(dǎo)發(fā)光、力致發(fā)光、力致發(fā)光變色等光物理性質(zhì)有機(jī)地結(jié)合到了同一個(gè)化合物上。 進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié)果表明，R-CzTA和S-CzTA之所以能產(chǎn)生上述性質(zhì)是因?yàn)槠浞肿咏Y(jié)構(gòu)較扭曲、單重態(tài)-三重態(tài)能級(jí)差較小、分子間相互作用較強(qiáng)，以及能形成空間群為手性和極性的晶體。該工作為設(shè)計(jì)刺激響應(yīng)型高效圓偏振熱激活延遲熒光多功能材料提供了方向。 論文信息 Bright Organic Mechanoluminescence and Remarkable Mechanofluorochromism from Circularly Polarized TADF Enantiomers with Aggregation-Induced Emission Properties Yitao Zheng, Letian Zhang, Zihao Huang, Shufeng Li, Lingqi Zuo, Yaohui Liang, Cong Liu, Suilian Luo, Guang Shi, Zujin Zhao, Fengqiang Sun, Bingjia Xu 華南師范大學(xué)的碩士研究生鄭奕濤和本科生張樂天分別為論文的第一作者和共同第一作者。 Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202202594
