近日，我校化学与分子工程学院费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心田禾院士、马骧教授团队在刺激-响应型室温磷光材料研究方面取得新进展，相关成果以“AnElastic Organic Crystal with Multilevel Stimuli-Responsive Room Temperature Phosphorescence”为题发表于Cell旗下物质科学领域著名期刊Matter上。
结晶诱导磷光已经被证明是一种实现室温磷光发射的有效方法，然而，晶体的易碎性限制了其应用范围。因此，为了避免上述晶体材料的应用缺陷，开发弹性有机室温磷光晶体是至关重要的。目前，弹性有机晶体材料一般是不发光或者是只具有荧光发射的，这限制了其某些特定的应用场景。据我们所知，只有少数几个例子报道了晶体材料兼具室温磷光发射与弹性的性质。此外，由于刺激响应性发光材料可以快速地对外界的刺激（如：力、热、PH、溶剂等）做出响应，从而成为近年来研究的热点之一。将刺激响应性与弹性室温磷光晶体相结合无疑可以提高纯有机室温磷光材料的应用潜力，但由于三线态对外界环境的敏感性，所以想要使晶体材料同时兼具室温磷光发射、刺激响应性和弹性无疑是十分困难的。迄今为止，在光学材料领域还没有报道具有多级刺激响应性的弹性有机室温磷光晶体。
为了解决上述问题，研究团队基于苯偶酰衍生物（n-BZ）首次报道了一系列具有多级刺激响应性的弹性有机室温磷光晶体材料。在外界刺激下（力、热、溶剂），n-BZ可以实现在青色室温磷光发射与橙色室温磷光发射之间可逆转换（波长差高达82nm）。重要的是，这一系列室温磷光晶体材料在外界压力的作用下，可以发生弹性弯曲，这在室温磷光晶体材料中是十分罕见的。其中，6-BZ的磷光量子产率为25.1%，这是目前弹性有机室温磷光晶体中最高的磷光量子产率。通过合理的实验数据分析，研究团队证明了n-BZ晶体的多级刺激响应性源于在外界刺激下分子激发态构型的变化，弹性源于晶体分子中存在的大量分子间的弱相互作用。这项工作为设计具有多级刺激响应性室温磷光与弹性特性的晶体材料提供了一个新的思路。
n-BZ晶体的多级刺激响应性室温磷光发射机理与弹性示意图
该工作主要由化学学院博士研究生宋金明在马骧教授指导下完成，并得到了田禾院士的悉心指导。研究工作得到了国家基金委基础科学研究中心项目、国际合作重点项目、国家杰出青年科学基金项目、上海市优秀学术带头人项目和华东理工大学“张江树优博”前期培育等项目资金的支持。
