南邮黄维院士、赵强教授和马云教授课题组《自然·通讯》：全色有机室温磷光弹性材料

构建在外力作用下能够可逆弯曲、拉伸且具有优异光学/力学特性的有机室温磷光弹性体，在柔性电子和光子学领域具有巨大的应用潜力。目前所报道的有机室温磷光弹性体主要通过将小分子磷光晶体掺入商用聚合物基质（如聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯）的方法获得。然而,这种晶体掺杂弹性体在外加应力作用下容易发生晶体破碎或断裂，从而使磷光强度和发射寿命明显降低甚至消失，严重阻碍了其在柔性光电子领域的应用。因此，开发具有稳定光学性能和机械性能的有机室温磷光弹性体，仍然是该领域亟待解决的难题。

近日，南京邮电大学材料科学与工程学院、有机电子与信息显示国家重点实验室黄维院士、赵强教授与马云教授团队在有机室温磷光材料领域取得新进展。相关成果以“Full-color persistent room temperature phosphorescent elastomerswith robust optical properties”为题发表在国际学术期刊Nature Communications《自然·通讯》上。该团队将无定形有机室温磷光聚合物与聚乙烯醇（PVA）共混在聚二甲基硅氧烷（PDMS）基体中，制备了一系列全色有机室温磷光弹性体。有机室温磷光弹性体中的氨基和带正电的季磷盐、PVA中的羟基以及PDMS中的醚键，可以通过氢键作用、离子-偶极作用和偶极-偶极作用相互作用，使得制备的弹性体具有较强的机械性能和持久室温磷光性能。由于无定形有机室温磷光聚合物中丙烯酰胺和磷光体之间的强相互作用，即使弹性体在最大应变循环过程中,形变区域也能保持稳定的持久室温磷光性能。研究团队最后探讨了这类有机室温磷光弹性体在光学显示和防伪领域的应用。该研究对开发有机室温磷光弹性体料具有重要指导意义，也将促进这类材料在可穿戴光电器件、柔性显示器和先进防伪标签等领域取得突破性进展（图1）。

如图2所示，该有机室温磷光弹性体具有高透光性、多色发光和长发光寿命性质。弹性体表面光滑，聚合物分布均匀，且与PVA和PDMS之间存在丰富的氢键作用、离子-偶极作用以及偶极-偶极作用，因此弹性体展现出色的室温磷光特性。

如图3所示，该有机室温磷光弹性体具有可逆弯曲和拉伸特性，展现出稳定的机械性能。厚度为1.0mm的E3样本在20mm/min的拉伸速度下，应变达到173%，且在100次的拉伸循环中仍能恢复原状，经拉伸后弹性体仍保持出色的持久室温磷光性能。

如图4所示，该有机室温磷光弹性体在变形区域保持稳定的持久室温磷光性能。在1-78%的形变范围内，E3的形变区域磷光发光强度和寿命变化很小，在水环境中形变区域也保持强烈的发光。

上述结果表明，所制备的有机室温磷光弹性体具有优异的机械和光学稳定性。

如图5所示，将有机室温磷光弹性体制备成“磷光线”和“安全墨水”，实现了其在光学显示和防伪领域的应用。

转自：“高分子科学前沿”微信公众号

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