氧氣檢測在生物醫(yī)學(xué)、食物存儲(chǔ)、真空技術(shù)等領(lǐng)域非常重要。氧氣檢測通常采用電化學(xué)技術(shù),存在輸出信號與氧濃度非線性、響應(yīng)慢、受潮氣影響、和低靈敏度等缺點(diǎn)。近年來,有機(jī)室溫磷光(RTP)材料由于其低毒性、低成本、長壽命、大Stokes位移和良好加工性能備受關(guān)注。RTP材料三線態(tài)和氧氣分子存在較強(qiáng)相互作用,是一種潛在的氧氣傳感材料。然而,為了抑制三線態(tài)非輻射躍遷,長壽命RTP材料中平面芳環(huán)大都通過面對面 (face-to-face)π-π stacking排列,這種堆疊方式雖然有效增強(qiáng)了磷光強(qiáng)度,卻嚴(yán)重阻礙了氧氣分子的擴(kuò)散,所以RTP材料用于氧氣檢測鮮有報(bào)道。
近日,中山大學(xué)的梁國棟教授課題組報(bào)道了一種全新的有機(jī)RTP分子,與面對面 (face-to-face) π-π stacking堆疊不同,該分子晶體中芳環(huán)以獨(dú)特的肩并肩 (side-by-side)共面方式排列,晶體中存在大量氧氣分子自由穿梭的孔洞,與氧氣分子接觸后,其RTP猝滅。
有機(jī)磷光分子摻雜的聚合物膜對氧氣的響應(yīng)。
該化合物摻雜的聚合物薄膜繼承了其RTP特性,對氧氣非常敏感。隨著氧含量增加,薄膜從紫藍(lán)色變成深藍(lán)色,同時(shí)RTP壽命急劇下降,可用于氧氣的可視化定量檢測。相關(guān)成果以“Long‐Lived Room‐Temperature Phosphorescence for Visual and Quantitative Detection of Oxygen” 為題發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. 2019, DOI: 10.1002/anie.201906312。論文的第一作者為周裕生碩士研究生和秦瑋研究員,通訊作者為梁國棟教授。作者感謝審稿人對該工作的高度評價(jià)和建議,他們的建設(shè)性意見對該工作的提高改進(jìn)大有裨益。該工作得到國家自然科學(xué)基金和中央高;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金的支持。
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201906312
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