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  傳統的室溫磷光材料大多是無機化合物。無機材料有很多缺點，如加工性差，品種有限，成本高，脆性大，柔性差，容易受損，不適合大面積制備等。有機金屬磷光材料的出現及發展，已部分克服了無機材料的上述缺點，但存在新的問題。由于很多有機金屬磷光材料使用稀土金屬，這增加了材料的成本以及毒性。同時它們具有反應活性高和穩定性差的缺點。這些問題大大限制了它們的實際應用。因此，具有廣泛適用性和分子結構可調控性的純有機化合物磷光材料將會是一種更好的選擇。純有機分子磷光材料具有良好的加工性，這使得它們更適用于大面積顯示器和柔性電子器件的制備。其次，毒性低和生物相容性的優點使他們有希望應用在生物工程和醫藥技術領域。有機分子的易功能化，使得它們更容易滿足設計特定的傳感器和光敏開關的要求。所以，研發有機室溫磷光材料具有十分重要的學術意義和應用價值。

  研發長壽命且高效率的有機室溫磷光材料是近幾年受到極大關注的研究課題。國內外多個研究組已經采用了不同的策略來獲得純有機磷光體系。過去的研究工作主要集中在調控有機磷光分子的聚集行為以減少它們的非輻射躍遷形式的衰減。盡管付出了巨大的努力，但是仍然缺乏有效的材料設計原則和理論指導，也很難獲得具有高發光效率和長壽命的室溫磷光材料。

  中國科學院院士、香港科技大學唐本忠教授與中科院化學研究所副研究員彭謙等人合作，仔細分析已報道的室溫磷光材料結構與性能的關系，得出這些體系面臨一個“兩難”的困境：具有高發光效率的室溫磷光材料通常具有較短的壽命，而具有較長壽命的室溫磷光材料通常發光效率較低。這對研發具有長壽命且高效率的有機室溫磷光材料提出了巨大的挑戰。他們設計并合成了一系列有機室溫磷光分子，它們都兼具高效率和長壽命的優異特性。這項研究發表在新一期美國細胞出版社下屬的《Chem》雜志上。

  該工作主要討論如何從分子結構層面去設計長壽命及高效率的有機室溫磷光分子。通過建立理論模型，分析前人報道的有機磷光分子結構與其性能的關系，提出了研發具有優異性能的純有機室溫磷光的分子結構設計原則（參考圖1）。

圖1,  A，三線態躍遷的分子軌道理論模型。B，RTP分子設計要素。C，不同分子結構的分子旋軌耦合常數(xSO)與分子三線態躍遷時 3(n, p*)所占比例 （an）變化量的關系。D，不同分子測得的實驗壽命與理論計算的分子第一三線態中3(p, p*)所占比例(bp)的關系。

  基于提出的分子結構設計原則，設計并合成了一系列含羰基的芳香化合物。它們均為有機室溫磷光分子，所發磷光覆蓋從藍光到橙紅光的可見光范圍（參考圖2），具有高效率和長壽命的特性，其中一個磷光材料發光效率高達34.5%，壽命長達230毫秒。

圖2，A, 分子結構及其相應的磷光壽命和效率。B，BDBF分子的磷光衰減曲線及照片。 C，化合物穩態光譜及磷光光譜。D，化合物磷光衰減曲線。

  目前，由于缺乏關于結構與性能的系統研究和分子結構設計原則，大部分室溫磷光材料處于基礎研究階段。基于此理論模型和分子結構設計原則，他們嘗試研發壽命長達數秒和更高效率的有機室溫磷光材料。具體研究方面，他們正致力于開發有機室溫磷光小分子和高分子，同時將這類磷光材料應用于生物成像，光學記錄，防偽系統和長余輝有機發光二極管（OLED）等高科技領域。

  文章鏈接: http://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(16)30112-7

  Cell Press發布在美國AAAS的EurekAlert！網站上的新聞公報：

Chemists design organic molecules that glow persistently at room temperature https://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-10/cp-cdo100616.php

  Sciencedaily 報道：https://www.sciencedaily.com/releases/2016/10/161013155251.htm

  新華社報道：http://news.xinhuanet.com/world/2016-10/15/c_1119723349.htm

  Highlighted by C&EN: http://cen.acs.org/articles/94/i41/Getting-organic-glow.html