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  室溫磷光(RTP)的研究涵蓋了越來越多的主題，包括余輝材料、防偽、生物成像、傳感和發(fā)光器件等。在以往的研究中，由于不利的非輻射躍遷和氧猝滅劑的存在，有機(jī)分子的余輝性能通常在低溫環(huán)境下展現(xiàn)，隨著研究的不斷深入，新型有機(jī)RTP材料的發(fā)展備受關(guān)注。如何在復(fù)雜環(huán)境中如氧氣、水等存在條件下實(shí)現(xiàn)良好的RTP發(fā)射及其調(diào)控對于RTP材料的實(shí)際應(yīng)用意義重大。

 圖1. HOF基RTP材料的結(jié)構(gòu)及其RTP性能示意圖。

  為了進(jìn)一步闡釋HOFs主體促進(jìn)客體磷光體RTP的作用機(jī)制，作者通過理論計(jì)算進(jìn)行輔助說明（圖2）。通過將單一NPA與優(yōu)化后的HOFs@NPA主客體材料進(jìn)行比較，可以看到HOFs@NPA單重態(tài)-三重態(tài)激發(fā)態(tài)的能隙小于未封裝的NPA，并且 HOFs@NPA主客體材料具有比NPA 更大的旋軌耦合常數(shù)。同時(shí)，與單一NPA相比，嵌入HOF主體中的NPA結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定程度的扭曲，表明NPA和HOFs之間存在主客體相互作用。由此可見，HOFs主體材料為客體磷光體提供了剛性的氫鍵微環(huán)境且有效促進(jìn)其系間竄越，從而實(shí)現(xiàn)了HOFs@NPA理想的RTP發(fā)射。 

圖2. 基于HOF@磷光分子主客體策略增強(qiáng)RTP機(jī)制的理論說明。

  此外，利用HOFs靈活可調(diào)的結(jié)構(gòu)特性，作者進(jìn)一步設(shè)計(jì)了三線態(tài)到單線態(tài)福斯特共振能量轉(zhuǎn)移（TS-FRET）體系（圖3），以尼羅紅（NilR）作為磷光能量受體和磷光分子4-溴-1,8-萘二甲酸酐（NPA）以合適的比例共同封裝在HOFs中，得到的HOFs@NPA+0.1NilR在空氣和水中均展現(xiàn)出良好的TS-FRET性能，實(shí)現(xiàn)了HOFs主體中有效的磷光能量轉(zhuǎn)移和磷光調(diào)控。而且，所獲得的HOF基RTP材料可以被加工成發(fā)光薄膜。由此可見，以HOFs作為主體材料不僅有助于促進(jìn)客體磷光體的RTP發(fā)射、實(shí)現(xiàn)水中的磷光發(fā)射及調(diào)節(jié)，還有利于實(shí)現(xiàn)RTP材料的加工制造，為實(shí)際應(yīng)用提供基礎(chǔ)�？傊岢龅腍OFs作為主體材料促進(jìn)RTP策略有望提供一種簡單、高效、靈活的方法實(shí)現(xiàn)水中的高性能RTP發(fā)射及調(diào)控，同時(shí)，有望為新型發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用帶來新思路。 

圖3. TS-FRET系統(tǒng)構(gòu)建、發(fā)光性能及其加工性展示。

  原文鏈接：Qing-Qing Xia, Jia-Lin Yu, Zhong-Yuan Chen, Zhi-Yuan Xue, Xing-Huo Wang,* Xiaomin Liu,* and Ming-Xue Wu*, High-performance room temperature phosphorescence prompted by hydrogen-bonded organic frameworks, Cell. Rep. Phys. Sci. 2023, 101494.

  https://doi.org/10.1016/j.xcrp.2023.101494