Репортаж от Wedoany，Исследовательские группы Чжао Цзяна и Е Мэн из Китайского университета Гуйчжоу совместно с Сюй Бинцзя из Университета Уишань, используя стратегию гетероатомно-галогенной инженерии, спроектировали молекулярный каркас индоло[3,2-b]карбазола и разработали двухрежимную систему органической длительной послесвечения, сочетающую устойчивую термоактивированную задержанную флуоресценцию (pTADF) и устойчивую комнатно-температурную фосфоресценцию (pRTP).
Материалы с послесвечением могут непрерывно излучать свет в течение нескольких секунд или минут после удаления источника возбуждения, что делает их перспективными для применения в защите от подделок, информационной безопасности, биовизуализации и оптическом зондировании. Органические материалы с длительной послесвечением в последние годы стали предметом активных исследований благодаря регулируемости молекулярной структуры, гибкости приготовления и хорошей биосовместимости. Органическая послесвечение в основном делится на два типа: устойчивая комнатно-температурная фосфоресценция (pRTP), возникающая в результате излучательного перехода триплетных экситонов со сверхдолгим временем жизни; и устойчивая термоактивированная задержанная флуоресценция (pTADF), при которой триплетные экситоны через обратную интеркомбинационную конверсию (rISC) генерируют долгоживущие синглетные экситоны, которые затем излучательно релаксируют. Разработка двухрежимных материалов с послесвечением, объединяющих оба эмиссионных пути, остается сложной задачей, поскольку pTADF и pRTP происходят из конкурирующих процессов релаксации одних и тех же триплетных экситонов.
Исследователи выбрали индоло[3,2-b]карбазол (ICZ-p1) в качестве основного люминесцентного каркаса и применили синергетическую стратегию гетероатомно-галогенной инженерии для регулировки распределения граничных молекулярных орбиталей, электронной конфигурации возбужденных состояний, спин-орбитальной связи (SOC) и энергетической щели между синглетным и триплетным состояниями (ΔE_ST), что позволило точно контролировать скорости интеркомбинационной конверсии (ISC/rISC) и фосфоресценции. Допирование молекул в пленки полиметилметакрилата (PMMA) стабилизировало триплетные экситоны и обеспечило органическую длительную послесвечение. Для производных F/Cl-ICZ-p1 значения kᵣᶦˢᶜ и kₚ были сопоставимы, что привело к эффективной двухрежимной (pTADF + pRTP) эмиссии. При комнатной температуре (298 K) пленки демонстрировали ярко-зеленое послесвечение, продолжающееся более 20 секунд, с временем жизни возбужденного состояния более 20 секунд. При 320 K ускоренная rISC приводила к синему сдвигу эмиссии с преобладанием pTADF, демонстрируя температурно-зависимую настройку цвета послесвечения.
Br-ICZ-p1 проявлял доминирование kₚ, что приводило к однорежимному поведению pRTP. Его пленки PMMA при комнатной температуре показывали кратковременное зеленое послесвечение (менее 1 секунды) с временем жизни фосфоресценции около 20 миллисекунд; после нагревания pTADF не обнаруживалась. Используя свойства фотоактивации и длительной послесвечения, исследователи изучили возможности хранения информации. С помощью предварительно структурированной маски они селективно облучали области пленки F-ICZ-p1-PMMA, расходуя кислород, что позволяло записывать изображения (диаграмма Тайцзи и ее динамическая форма). После удаления УФ-света облученные области проявляли зеленое послесвечение, в то время как неэкспонированные участки оставались темными, что обеспечивало оптическую запись и считывание. Изображения оставались четко видимыми в течение до 10 минут, но из-за диффузии кислорода (тушащего возбужденные состояния и ограничивающего долговременное хранение) они постепенно деградировали и исчезали примерно через 50 минут.
Для преодоления этого ограничения на пленку наносили барьерный слой из поливинилового спирта (ПВС). Инкапсуляция ПВС эффективно блокировала проникновение кислорода и предотвращала тушение послесвечения, продлевая читаемость изображений примерно до 7 часов и обеспечивая потенциальную возможность удаленной передачи. Это значительно улучшило способность к временному хранению информации. После этого времени изображения выцветали, что указывает на стратегию временной информационной безопасности, соответствующую механизму чтения-стирания.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
