近幾年來(lái)，有機(jī)長(zhǎng)余輝材料由于其具有長(zhǎng)發(fā)光壽命、大斯托克斯位移和高激子利用率等特點(diǎn)引起了人們的廣泛關(guān)注。然而，由于聚集誘導(dǎo)淬滅和三重態(tài)激子易失活等因素導(dǎo)致開發(fā)在大氣環(huán)境下具有優(yōu)異光學(xué)性能的有機(jī)長(zhǎng)余輝材料十分困難。此外，目前報(bào)道的大多數(shù)有機(jī)長(zhǎng)余輝材料只能使用紫外光作為激發(fā)源，限制了材料的進(jìn)一步應(yīng)用。
近日，中山大學(xué)潘梅教授課題組利用超分子自組裝策略制備了一系列具有優(yōu)異余輝性能的金屬-有機(jī)籠（MOCs）。有機(jī)發(fā)色團(tuán)通過金屬離子結(jié)點(diǎn)的限定連接，正交錨定在具有納米限域空間的0維籠狀結(jié)構(gòu)中，不僅減少了有機(jī)配體之間H聚集引起的磷光淬滅，還增加了結(jié)構(gòu)的剛性，減少非輻射失活。通過與相同發(fā)色團(tuán)形成的3D有機(jī)結(jié)晶分子和1D配位聚合物相比，0D納米籠充分體現(xiàn)了限域增強(qiáng)的發(fā)光特性。Cd-IDB-IPA在大氣環(huán)境下被365 nm紫外燈，藍(lán)光LED，白光LED甚至手機(jī)閃光燈激發(fā)后能夠發(fā)射出橙紅色余輝。余輝性能相較于純有機(jī)配體大幅度提升。通過低溫進(jìn)一步抑制分子的振動(dòng)，可以在77 K下觀察到持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10 min的余輝發(fā)射。被白光LED激發(fā)后也能夠發(fā)射出長(zhǎng)達(dá)40 s的余輝，超過了大多數(shù)報(bào)道的有機(jī)長(zhǎng)余輝材料。 通過上述納米籠限域空間正交錨定發(fā)色團(tuán)策略，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)MOCs光學(xué)性能的優(yōu)化和調(diào)控。作者進(jìn)一步利用瞬態(tài)吸收光譜、理論計(jì)算以及單晶結(jié)構(gòu)分析，詳細(xì)揭示了超分子納米籠的構(gòu)建有力促進(jìn)余輝發(fā)射的內(nèi)在機(jī)制。 基于Cd-IDB-IPA的余輝具有寬激發(fā)波長(zhǎng)的特性，作者探索了其在硝基苯可視化識(shí)別方面的應(yīng)用。由于硝基苯對(duì)365 nm紫外光的競(jìng)爭(zhēng)性吸收，使得Cd-IDB-IPA被365 nm紫外光激發(fā)后不能產(chǎn)生余輝發(fā)射。但是在白光LED或者手機(jī)閃光燈激發(fā)后依然能夠觀察到余輝。由于MOCs結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，其在95℃的水溶液中依然能夠?qū)崿F(xiàn)余輝發(fā)射，有利于材料在一些復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用。最后基于不同配體和MOCs之間的光學(xué)性能具有較大差異，作者將這些材料組成漢字顯示符。在被不同的光源激發(fā)后，可以從圖案中讀取到不同的信息。該工作為制備金屬-有機(jī)長(zhǎng)余輝材料及其應(yīng)用提供了新的策略。 論文信息 Promoting WLED-Excited High Temperature Long Afterglow by Orthogonally Anchoring Chromophores into 0D Metal-Organic Cages Zhong-Hao Wang, Chen-Hui Liu, Lin Zheng, Hui-Li Sun, Shao-Qi Guan, Zhong-Min Cao, Mei Pan, Cheng-Yong Su Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202417593 
