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北林彭鋒教授團隊《Prog. Mater. Sci.》綜述：天然多糖基室溫磷光材料

2024-09-15 來源：高分子科技

有機室溫磷光材料在傳感、光電器件、生物成像、信息加密和防偽等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)有機室溫磷光材料面臨合成復(fù)雜、成本高、加工性能及顏色可調(diào)性差、缺乏可再生性及污染環(huán)境等一系列問題。以天然多糖為原料制備室溫磷光材料可有效解決上述問題，同時可為天然多糖的高值化利用開辟新途徑。

近年來，北京林業(yè)大學(xué)彭鋒教授團隊一直致力于天然多糖室溫磷光材料的研究（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 1294-1304; Adv. Mater. 2024; 36, 2402666; Adv. Mater. 2023, 35, 2305126; Adv. Funct. Mater. 2024; 2403977; Cell Rep. Phys. Sci. 2022, 3, 101015; Small 2024, 20, 2309131; Chem. Eng. J. 2023, 451, 138923; ACS Sustain. Chem. Eng. 2024, 12, 916-924）。基于以上研究基礎(chǔ)，近期，該團隊在《Progress in Materials Science》上發(fā)表了題為“Natural polysaccharide-based room-temperature phosphorescence materials: Designs, properties, and applications”的綜述性論文。文章從設(shè)計原理、發(fā)光機制、先進(jìn)的發(fā)光特性和潛在應(yīng)用等方面對近年來天然多糖基室溫磷光材料的研究進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)的綜述和討論（圖1）。

圖1 天然多糖基室溫磷光材料的設(shè)計策略與應(yīng)用

文章首先介紹了天然多糖室溫磷光材料的發(fā)展歷程（圖2），然后從天然多糖作為磷光發(fā)射源（圖3）、剛性基質(zhì)（圖4）、碳點前驅(qū)體（圖5）的角度詳細(xì)闡述了天然多糖轉(zhuǎn)化為室溫磷光材料的設(shè)計策略。隨后，重點介紹了具有激發(fā)波長依賴性、時間依賴性變色磷光，刺激響應(yīng)性磷光，高穩(wěn)定性磷光以及圓偏振磷光等特殊磷光屬性的天然多糖基室溫磷光材料體系，并討論了其內(nèi)在的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系（圖6）。此外，詳細(xì)總結(jié)了天然多糖基室溫磷光材料在防偽、傳感、余輝顯示、成像等方面的重要應(yīng)用（圖7）。最后，對研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，討論了領(lǐng)域中存在的一些挑戰(zhàn)，并對未來的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。該論文旨在推進(jìn)綠色、環(huán)保型有機室溫磷光材料的發(fā)展，同時為天然多糖的高值化利用提供新思路。