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  有機(jī)室溫磷光（RTP）材料在光電器件、化學(xué)傳感以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)，很多不含大p共軛結(jié)構(gòu)的非傳統(tǒng)發(fā)光化合物被發(fā)現(xiàn)在固態(tài)時(shí)具有室溫磷光發(fā)射，但是，其磷光發(fā)射很容易被水和溶解氧猝滅，這極大的限制了它們的應(yīng)用。有機(jī)RTP水凝膠作為一種在室溫下具有余暉發(fā)射的濕、軟材料，得到了廣泛的關(guān)注。但大多數(shù)已經(jīng)報(bào)道RTP水凝膠存在磷光壽命短、在水下RTP發(fā)射不穩(wěn)定以及制備方法復(fù)雜等問(wèn)題。這極大的限制了RTP水凝膠的拓展及其功能性應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。

  在前期工作中，北京師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院汪輝亮教授課題組采用多種水凝膠制備技術(shù)或后處理方式使聚合物-聚合物或聚合物-小分子化合物之間形成強(qiáng)的相互作用（包括離子鍵、氫鍵作用等），促使非典型發(fā)光生色團(tuán)（Non-conventional chromophores, NCCs）聚集形成強(qiáng)的空間共軛（Through-space conjugation, TSC）作用并使分子構(gòu)象更加剛性化，從而制備一系列具有RTP發(fā)射的水凝膠。（Adv. Funct. Mater. 2024, 32, 2308420; Adv. Funct. Mater. 2024, 2408821.）

  在本工作中，研究者創(chuàng)新性地將引入更多NCCs策略和構(gòu)建強(qiáng)離子交聯(lián)策略成功應(yīng)用于非芳香聚合物RTP水凝膠的設(shè)計(jì)與合成中。通過(guò)兩種在固態(tài)下發(fā)光但在水環(huán)境中不發(fā)光或發(fā)光極弱的非芳香族聚合物，即海藻酸鹽（Alg）以及另一種聚合物羧酸鹽包括聚馬來(lái)酸鹽（PMA）、聚天冬氨酸鹽（PASP）、聚（乙烯基吡咯烷酮-共-馬來(lái)酸）鹽（PMVP）、聚衣康酸鹽（PITA）和聚丙烯酸鹽（PAA），制備了一系列具有穩(wěn)定且長(zhǎng)壽命RTP發(fā)射的水凝膠。所制備的水凝膠具有以下特點(diǎn)：（I）顏色可調(diào)的RTP發(fā)射，其超長(zhǎng)RTP壽命可達(dá)451.1 ms；（II）優(yōu)異的抗溶脹性能和穩(wěn)定的長(zhǎng)壽命RTP發(fā)射，即使在去離子水中浸泡數(shù)月仍能保持穩(wěn)定；（III）通過(guò)濕法紡絲技術(shù)實(shí)現(xiàn)RTP水凝膠纖維的高效、大規(guī)模制備。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果共同表明，引入更多NCCs顯著增強(qiáng)了水凝膠的光致發(fā)光性質(zhì)。NCCs通過(guò)強(qiáng)離子交聯(lián)作用相互聚集，有效地抑制了非傳統(tǒng)發(fā)光化合物與水的接觸，從而實(shí)現(xiàn)了水凝膠的抗溶脹性能和穩(wěn)定的RTP發(fā)射。這項(xiàng)工作為基于簡(jiǎn)單非芳香聚合物的功能化RTP水凝膠的生產(chǎn)提供了簡(jiǎn)單有效的策略，拓寬了非傳統(tǒng)發(fā)光體的應(yīng)用范圍。

  論文鏈接：

  https://doi.org/10.1002/smll.202405615

  下載：Stable Persistent Room-temperature Phosphorescent Hydrogels Based on Ionically Crosslinked Nonaromatic Carboxylate Polymers