近年来，超长有机磷光（UOP），即有机长余辉发光，因具有超长发光寿命和丰富的激发态性质，在化学传感、显示、生物成像以及防伪等领域展现出越来越广泛的应用前景而受到人们的关注。晶体工程是获取超长有机磷光的重要策略之一。因为在刚性的晶体环境中，分子运动可以有效地被抑制，从而减少非辐射跃迁失活，从而赋予无金属有机发光材料高效超长室温磷光。因此研究理解晶体中分子堆积对于认知超长有机磷光的形成至关重要。近年来，关于分子堆积-磷光性能间构效关系的研究已有大量的报道。然而，由于影响磷光性质的因素十分复杂，超长有机磷光的形成机理有待更深入的理解。是否分子堆积一定可以形成超长有机磷光？答案是否定的。因此，研究理解有效分子堆积对超长有机磷光的产生显得非常有必要并且意义重大。

一般来说，每个有机发光分子由不同属性的结构单元组成，其中一些有利于三线态激子的产生可被视为三线态发色团，比如咔唑、吩噻嗪等，而其他基团主要起着调控分子排布的作用，可以看作是功能基团。那么，到底哪部分基团之间的有效堆积才是产生超长有机磷光的关键呢？近日，南京工业大学IAM团队的黄维院士（点击查看介绍）与安众福教授（点击查看介绍）带领研究团队通过研究一系列芳香酰胺衍生物的发光性能，提出了超长有机磷光产生的新认知。他们通过改变氯原子在功能基团-苯环上的位点，调控三线态发色团-咔唑结构的堆积模式，实现了超长有机磷光的开/关转换。结合实验数据与理论计算，他们发现三线态发色团之间的有效堆积在UOP形成过程中起着关键作用。仅有三线态发色团单元之间形成有效结构堆积才能实现超长有机磷光。该项研究不仅深入解释了纯有机化合物超长磷光发射的内在机理，而且为获得高效UOP材料提供了新的指导。相关工作发表在国际化学领域顶级学术期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。硕士研究生甘楠和王轩为文章的共同第一作者，团队史慧芳副教授、马会利副教授等参与了此项研究。

该工作得到了科技部973计划、国家自然科学基金、江苏省杰出青年自然科学基金与江苏省双创团队等项目的支持。

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Manipulating the Stacking of Triplet Chromophores in the Crystal Form for Ultralong Organic Phosphorescence

Nan Gan, Xuan Wang, Huili Ma, Anqi Lv, He Wang, Qian Wang, Mingxing Gu, Suzhi Cai, Yanyun Zhang, Lishun Fu, Meng Zhang, Chaomin Dong, Wei Yao, Huifang Shi, Zhongfu An, Wei Huang

Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 14140-14145, DOI: 10.1002/anie.201907572

导师介绍

安众福

https://www.x-mol.com/university/faculty/27682

黄维

https://www.x-mol.com/university/faculty/27680