聊城大学在发光颜色可调柔性室温磷光材料研究方面取得进展

有机室温磷光(RTP)具有广泛的应用前景，但柔性有机RTP材料，特别是环境友好型有机RTP材料的开发仍是一个巨大的挑战。天然聚合物基RTP材料由于具有生物相容性好、无毒、易降解、含量丰富等优点，在信息加密、生物成像和防伪等领域展现了广阔的应用前景。

然而多数天然聚合物基RTP材料发光颜色单一，呈刚性或粉末态，不利于其在多色显示、柔性材料等领域的应用。因此，研发可大面积制备且发光颜色可调的柔性RTP材料具有重要意义。

近日，聊城大学材料科学与工程学院李光教授课题组在Chemical Engineering Journal（中科院1区、TOP期刊，2023年最新影响因子为15.1 ）发表了题为Ultralong sodium alginate-based room temperature phosphorescence materials with advantages of color tunability, flexibility and facile large-area fabrication的学术研究论文，这是该课题组近两年在该期刊发表的第三篇研究论文。

本文通过简便的掺杂策略制备了具有外部刺激动态响应型的海藻酸钠（SA）基室温磷光材料，在水蒸气熏蒸和加热交替处理下，余辉颜色实现了良好的可逆性变化。此外，通过加入微量的甘油调节，成功制备了动态响应型的大面积柔性可调色RTP膜。

SA具有丰富的羟基和羧基基团，可以与小分子形成氢键，通过分子内及分子间氢键作用增强RTP发射。本研究通过在SA基体中掺杂苯硼酸(PBA)及其衍生物，制备了天然聚合物SA基RTP材料。4-羧基苯基硼酸掺杂体系SA-CPBA表现出最佳的RTP性能，其磷光寿命高达231?ms。水分子对有机RTP材料特别是水溶性RTP材料的影响较大，甚至会导致磷光猝灭，因此研究了水分对SA-CPBA发光性能的影响。

结果表明，SA-CPBA经过水蒸气熏蒸和加热处理后，其余辉表现出激发波长依赖的颜色可调性，随着激发波长从245 nm增加到302 nm，其余辉颜色由蓝色转变为绿色。另外，在水蒸气熏蒸和加热交替处理下，其余辉颜色变化具有良好的可逆性。

为了进一步拓展SA基RTP材料的应用领域，该课题组通过在SA-CPBA基质中加入微量的甘油(G)，得到了具有柔性和透明性的RTP薄膜，并且SA-CPBA-G也具有优异的激发波长依赖的颜色可调性。此外，柔性SA-CPBA-G薄膜可利用涂膜机大面积制备。基于SA基RTP材料优异的特性，该课题组成功地将SA基RTP材料应用于柔性显示和信息加密领域。

本研究为环保型柔性且发光颜色可调的聚合物基RTP材料制备提供了指导，并有助于将SA基材料的应用范围扩展到柔性显示领域。

聊城大学的2022级研究生孙少晨为该论文的第一作者，李光教授、王利平教授和陶发荣老师为该论文的通讯作者，聊城大学为第一署名单位。此项研究工作得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金和聊城大学科研基金的支持。

该课题组近年来围绕光功能高分子研究在Chemical Engineering Journal、Sensors and Actuators B: Chemical、Journal of Materials Chemistry C、European Polymer Journal、Analyst、Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy、Dyes and Pigments等知名期刊发表多篇论文，积极推动了光功能高分子材料的研究和发展。（来源：聊城大学材料科学与工程学院）

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