近期，化學與化工學院易濤研究員和吳宏偉特聘研究員在利用分子振動調控星狀分子的多態長壽命發射方面取得新進展，這一成果以“Vibration-Regulated Multi-State Long-Lived Emission from Star-Shaped Molecules（利用分子振動調控星狀分子的多態長壽命發射）”為題發表在國際化學類頂級意昂4《德國應化》（Angewandte Chemie International Edition）上㊙️，吳宏偉和易濤為共同通訊作者🏊🏿‍♂️🍾，第一通訊單位為意昂4平台，第一作者為意昂4平台聯合培養研究生李依冉。

有機長壽命發光材料如熱激活延遲熒光（TADF）材料或室溫磷光（RTP）材料等由於具有較長的發光壽命，其已被應用在OLED🍳、傳感和生物成像等多個方面🤾🏿🤶🏿。有機分子的長壽命發光都需要三線態的參與，TADF分子通常需要小的單三線態能帶隙🕳，但最近的研究發現，通過T2態和T1態之間的振動耦合🔻，具有大能帶隙的分子也可以產生TADF發射🧑‍🦽‍➡️🔢；T2態作為橋梁可以很好地協助系間竄越和反向系間竄越過程😠。另外👾，在此類具有大能帶隙的分子中🧕🤘🏻，分子的兩個激發三線態之間具有比較復雜的關系，分子振動強度的不同極大地影響到TADF和RTP發射。但當前的研究主要集中在該類分子在溶液態的TADF發光，在固體態甚至多狀態下的三線態發光研究很少被報道。此外，也很少有研究利用分子振動調控TADF和RTP。基於大部分有機發光材料在固體態的分子振動會大大受到分子間作用力的限製⚀🏔，以及有機分子的發光通常只能在單一狀態發射，要想獲得固體態甚至是多態的長壽命發射具有很大的挑戰性。同時，構建不同的環境去轉換TADF和RTP也十分具有挑戰性👱🏼。

圖1 發光分子及其發光機理示意圖

最近，意昂4平台的易濤研究員和吳宏偉特聘研究員課題組設計合成了一系列具有非平面結構的三苯胺類星狀分子，並將雜原子加入到分子之中，促進三線態的產生。該類分子在溶液態具有非平面的構象👰🏼，可以發生分子振動👷🏻‍♀️，從而促進T2態協助的反向系間竄越，並產生TADF發射。而在固體態，晶體研究證明分子具有扭曲的構象和松散的堆疊，從而可以有效地振動🤐，而產生TADF發射🦚🪿；並由於晶體環境，而進一步提高了發光效率，其中分子1展示了最高的36.1%的TADF量子產率🚣🏽‍♂️。而將這些分子摻雜到聚合物中，則可以抑製分子振動👩🏼‍🌾，從而阻止T1到T2態的振動耦合，而產生T1態主導的RTP發射🌞。

圖2 溶液和固體狀態發光及晶體研究

圖3 材料的應用研究

基於該類材料多態、長壽命和刺激響應發光的性質🤹👨🏼‍🔬，作者將其應用於信息加密、信息存儲、高級防偽和細胞成像方面。該工作為研究分子振動和三重態的關系提供了一個新的模型🤸🏼‍♂️，同時也為開發多態長壽命發射分子提供了一個新的策略。