【摘 要】
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目前,无机长余辉发光材料的研究已经取得了长足的发展,国内外研究者已经开发出大量的无机长余辉材料。相比于无机长余辉发光材料,有机长余辉发光材料因价格低廉、合成简便、生物相容性好、柔性以及功能团易修饰等优点而成为了当前研究的重点和热点。同时,由于有机晶态长余辉材料具有非晶态有机长余辉材料所不具备的诸多优点,使得有机晶态长余辉材料无论是在设计制备、机理研究,还是应用方面均具有很重要的研究价值。本文深入研
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目前,无机长余辉发光材料的研究已经取得了长足的发展,国内外研究者已经开发出大量的无机长余辉材料。相比于无机长余辉发光材料,有机长余辉发光材料因价格低廉、合成简便、生物相容性好、柔性以及功能团易修饰等优点而成为了当前研究的重点和热点。同时,由于有机晶态长余辉材料具有非晶态有机长余辉材料所不具备的诸多优点,使得有机晶态长余辉材料无论是在设计制备、机理研究,还是应用方面均具有很重要的研究价值。本文深入研究了D-A体系有机小分子长余辉晶体材料的可控制备、光物理性能及其余辉发光机理,并探讨了其在防伪和生物成像上的应用潜力。主要内容如下:1、我们首次利用两种廉价易得的有机小分子在室温下通过简单的超声制得D-A体系的长余辉晶体材料,余辉时间大于6 s。之后重点研究了制备出的掺杂晶体的热稳定性、电化学性能和光物理性能,并对其余辉发光机理做了分析。实验所选用的给体分子2,7-二-(N,N-二苯基氨基)-9,9-二甲基-9H-芴(DDF)和受体分子2,8-二(二苯基氧膦基)二苯并噻吩(PPT)具有很好的热稳定性,可以制备出具有单晶结构的掺杂晶体。通过一系列光物理分析可知,掺杂晶体的长寿命余辉发光可能主要来源于电荷分离态的延迟荧光发光和DDF的磷光发光。2、我们在保持受体分子不变的情况下,通过控制给体分子的掺杂量和给体分子种类来调控掺杂晶体的余辉时间和颜色。实验和光物理分析表明,室温溶液超声法制备D-A体系有机小分子长余辉晶体材料具备如下规律:给体和受体分子能级要相互匹配,可以构成D-A体系;单个给体分子的结构要小于受体分子晶体结构的最大空隙;给体分子的光物理性质会影响所制备的D-A体系的光物理性质,所以可以通过给体分子的选择来调控余辉的时间和和颜色;给体的掺杂量也会影响余辉时间;通过选择能级和分子结构都可以与D-A体系有机长余辉晶体材料相匹配的染料分子,那么就有望调控体系的余辉颜色和时间。这些研究结果和规律为制备D-A体系有机长余辉晶体材料提供了一些新的设计思路。3、在前期工作的基础上,我们进一步探索小分子有机长余辉晶体材料的应用价值。我们将制备出的余辉时间可调的D-A体系有机小分子长余辉晶体材料应用于防伪和生物成像。因为防伪材料既需要达到防伪的目的,又不能造成信息的泄露,所以防伪材料选择了余辉时间为6 s的掺杂晶体,防伪效果优异;将余辉时间为25 min的掺杂晶体应用于生物成像,体现了其很好的潜在应用价值。
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