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  有機室溫磷光（RTP）材料在光電器件、化學傳感以及生物醫學等領域展現出了廣闊的應用前景。近年來，很多不含大p共軛結構的非傳統發光化合物被發現在固態時具有室溫磷光發射，但是，其磷光發射很容易被水和溶解氧猝滅，這極大的限制了它們的應用。有機RTP水凝膠作為一種在室溫下具有余暉發射的濕、軟材料，得到了廣泛的關注。但大多數已經報道RTP水凝膠存在磷光壽命短、在水下RTP發射不穩定以及制備方法復雜等問題。這極大的限制了RTP水凝膠的拓展及其功能性應用的開發。

  在前期工作中，北京師范大學化學學院汪輝亮教授課題組采用多種水凝膠制備技術或后處理方式使聚合物-聚合物或聚合物-小分子化合物之間形成強的相互作用（包括離子鍵、氫鍵作用等），促使非典型發光生色團（Non-conventional chromophores, NCCs）聚集形成強的空間共軛（Through-space conjugation, TSC）作用并使分子構象更加剛性化，從而制備一系列具有RTP發射的水凝膠。（Adv. Funct. Mater. 2024, 32, 2308420; Adv. Funct. Mater. 2024, 2408821.）

  在本工作中，研究者創新性地將引入更多NCCs策略和構建強離子交聯策略成功應用于非芳香聚合物RTP水凝膠的設計與合成中。通過兩種在固態下發光但在水環境中不發光或發光極弱的非芳香族聚合物，即海藻酸鹽（Alg）以及另一種聚合物羧酸鹽包括聚馬來酸鹽（PMA）、聚天冬氨酸鹽（PASP）、聚（乙烯基吡咯烷酮-共-馬來酸）鹽（PMVP）、聚衣康酸鹽（PITA）和聚丙烯酸鹽（PAA），制備了一系列具有穩定且長壽命RTP發射的水凝膠。所制備的水凝膠具有以下特點：（I）顏色可調的RTP發射，其超長RTP壽命可達451.1 ms；（II）優異的抗溶脹性能和穩定的長壽命RTP發射，即使在去離子水中浸泡數月仍能保持穩定；（III）通過濕法紡絲技術實現RTP水凝膠纖維的高效、大規模制備。實驗結果和理論計算結果共同表明，引入更多NCCs顯著增強了水凝膠的光致發光性質。NCCs通過強離子交聯作用相互聚集，有效地抑制了非傳統發光化合物與水的接觸，從而實現了水凝膠的抗溶脹性能和穩定的RTP發射。這項工作為基于簡單非芳香聚合物的功能化RTP水凝膠的生產提供了簡單有效的策略，拓寬了非傳統發光體的應用范圍。

  論文鏈接：

  https://doi.org/10.1002/smll.202405615

  下載：Stable Persistent Room-temperature Phosphorescent Hydrogels Based on Ionically Crosslinked Nonaromatic Carboxylate Polymers