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Advanced Materials发表黄维院士团队于涛教授课题组加拿大2.8pc光开关力致发光材料研究进展
2023-03-20 10:46 于涛  柔性电子研究院

西工大新闻网3月17日电(于涛)有机力致发光(ML)材料作为一种智能发光材料,能够在按压、摇晃、拉伸、摩擦等机械刺激下发光,近年来越来越受到人们的关注。这些材料具有敏感的刺激响应发光,在清洁光源、机械应力传感、材料损伤监测、防伪和柔性电子等领域具有优良的应用前景。然而,由于缺乏有效的有机门控力致发光材料的设计原则和理论指导,发展具有门控特性的力致发光材料仍然是一项艰巨的挑战,限制了其进一步的应用。

近日,西北工业大学的黄维院士和于涛教授团队通过赋予有机力致发光分子可逆光致变色特性,构建有机光开关力致发光材料(o-TPF),结晶态的o-TPF显示出明亮的蓝色ML(lML=453nm)以及明显的光致变色性,即 其颜色从白色到紫红色发生了急剧变化。o-TPF的ML特性可随可逆光致变色过程轻松打开/关闭。该材料可通过光照实现力致发光性质的“开-关”调节,为光控限域应力传感(在应力监测前,可通过掩模版和紫外光限定应力监测范围)提供了材料基础。除此之外,还对其相关的光物理研究、单晶分析和密度泛函理论(DFT)计算进行了研究,以阐明光开关ML的内部机制,并提出这种新型智能ML材料的设计策略。研究成果以“Realizing Photo-switchable Mechanoluminescence in Organic Crystals Based on Photochromism(赋予有机力致发光分子可逆光致变色特性以实现“光开关”力致发光)”为题近期发表在国际顶级期刊Advanced Materials上。西北工业大学博士后谢宗良、学生张夏宇(联合培养)、博士生肖雨欣为本文共同第一作者,西北工业大学柔性电子研究院黄维院士和于涛教授为本文的共同通讯作者。

研究表明,通过赋予有机ML材料光致变色特性,o-TPF晶体表现出具有简便和可逆的光致变色性。依据单晶分析和DFT计算,o-TPF独特的光可切换ML特性主要归因于在光致变色过程中,o-TPF和c1-TPF之间的偶极矩的可逆性变化,因而实现了具有高稳定性和可重复性的光开关ML。基于此,这项工作还实现了一种简单的限定应力监测范围的应力传感装置如下图。这项工作为下一代光开关有机ML材料的设计和构建提供了新的策略,并促进了其在高分辨率靶向应力传感、材料损伤监测、多层信息加密和柔性电子等方面的应用。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202212273

(审核:王凡华)

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