Nat. Commun. | 南京邮电大学黄维团队最新成果为离子键网络结构构筑有机室温磷光

在光电子与显示技术领域，有机室温磷光材料因其长寿命发光、高激子利用效率及丰富的激发态特性，被广泛应用于信息加密、余辉显示、有机发光二极管和生物成像。然而，实现高效的室温磷光仍面临两大挑战：一是单重态与三重态之间的自旋轨道耦合较弱，限制了系间穿越速率；二是室温下分子运动容易导致三重态激子的非辐射衰变，难以稳定发光。传统方法多依赖于主体-客体掺杂体系实现上述问题的突破，但其设计往往受限于主体与客体分子结构的精确匹配，合成过程复杂，通用性不足。

针对这一问题，黄维院士团队巧妙选用带有不同链长的季铵盐烷基链作为主体材料，以季铵基团功能化修饰的磷光发色团作为客体。该选择方式的关键创新在于主体烷基链天然具备高于客体发色团的单重态与三重态能级，从根源上杜绝了反向能量转移的问题，为高效磷光发射奠定基础。更值得关注的是，通过主客体分子间的强静电作用，构建了连续且稳定的离子键网络，形成了刚性极强的限域微环境，有效限制客体分子运动、抑制非辐射跃迁，为三重态激子的稳定提供了绝佳保障。与传统研究中依赖直接添加重原子的思路不同，该团队开创性地通过主客体烷基链的精准匹配，高效激发外部重原子效应，形成了独特的磷光增强机制。通过烷基链匹配与外部重原子效应协同作用，实现了从蓝色到橙红色的多色磷光发射，最长寿命达到572.27毫秒。该研究整合了主客体掺杂的便捷性与离子相互作用的稳定性优势，深刻揭示了离子键在构建有机室温磷光材料中的独特价值，有效解决了传统材料面临的兼容性差、制备复杂、性能受限等瓶颈，为离子型有机室温磷光材料的发展提供了核心理论支撑与技术参考。