具有光、力、酸碱等刺激性响应的发光材料在生物成像、光电器件、传感器和数据加密等领域具有重要应用。相比传统荧光材料，纯有机室温磷光材料理论上能通过系间窜越形成三重激发态，实现更长寿命，是理想的高灵敏生物成像试剂，并且相对于含有重金属的室温有机磷光材料具有低毒、低成本特点。但目前纯有机室温磷光材料刺激性响应的研究还限于温度和氧气两种刺激，具有光、力、酸碱或多重响应的纯有机室温磷光材料依然稀缺。探索并合成新型刺激响应磷光材料是发光材料中的一大难题。
近日，北京化工大学的马志勇副教授与北京大学的贾欣茹教授团队以二苯酮为电子受体，二苯并呋喃和咔唑为电子给体，通过铃木偶联和亲核取代反应合成的纯有机小分子ODFRCZ具有荧光（1.5 ns）、延迟荧光（13 μs）及室温磷光（350 ms）三重发光。该分子具有双重力响应性和晶态下的光致变色性质。
初始状态下，ODFRCZ晶体粉末荧光为紫色，撤掉紫外光照后可以观察到黄色余晖，室温磷光寿命达到ms级。ODFRCZ的dimer 1采用的是平行分子排列模式，具有较大的跃迁偶极矩，S1与Tn之间能级较近，有效地促进了系间窜跃，进而产生室温磷光。研磨后的粉末荧光颜色由紫色变为深蓝色，延迟荧光和磷光消失，这是因为力使之从晶态转变为无序态，其三线态激子因热运动和氧气猝灭。
此外，该团队发现ODFRCZ的单晶具有可逆的光致变色效果。观察ODFRCZ光照前后单晶，羰基上孤对电子与相邻苯环上的相互作用力增强，与二苯并呋喃的相互作用力减弱，作者推测在光诱导下分子运动形成不稳定的三线态激子而引起光致变色。
该工作近日发表在化学顶尖期刊Angewandte Chemie International Edition 上，由硕士生黄丽丽完成，马志勇副教授和贾欣茹教授为共同通讯作者，北京化工大学为第一完成单位。该工作得到国家自然科学基金、北京市自然科学基金和北京化工大学双一流建设经费的资助。
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Crystal‐State Photochromism and Dual‐Mode Mechanochromism of an Organic Molecule with Fluorescence, Room‐Temperature Phosphorescence, and Delayed Fluorescence
Lili Huang, Lei Liu, Xianjiang Li, Huan Hu, Mingxing Chen, Qingyuan Yang, Zhiyong Ma, Xinru Jia
Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201908567
马志勇博士简介
马志勇，北京化工大学化学工程院，有机无机复合材料国家重点实验室，副教授，北化百人。2011年北京大学化学与分子工程学院本科毕业获理学学士学位（专业化学），2016年北京大学化学与分子工程学院高分子化学与物理专业毕业获理学博士学位（导师贾欣茹教授），2016年7月就职于北京化工大学。
主要从事刺激响应性荧光磷光材料、超支化聚合物、力化学等方面的研究，在Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，Adv.Funct. Mater., J. Mater. Chem. C, Polym.Chem., ACS Appl. Mater. & Interfaces 等重要国际期刊发表论文三十余篇，申请专利三项授权一项。曾获北京大学优秀博士学位论文奖、北京大学校长奖、北京大学创新奖。
https://www.x-mol.com/university/faculty/75577
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