寧波材料所報道鑭系金屬配位精準調控有機室溫磷光材料性能的策略

　　室溫磷光（RTP）是獨特的光物理現象。RTP相關材料在撤去激發光源后，可以持續數秒到幾小時的長壽命發射。RTP材料擁有較大的斯托克斯位移和長發光壽命等特性，在信息加密、生物成像、化學傳感等領域具有應用前景。與廣泛應用的熒光標簽相比，RTP材料具有額外的時間維度和更豐富的光學可調性，在多級信息編碼中展現出更高的隱蔽性和難以復制性，更適用于高等級的信息加密與防偽。近年來，RTP領域快速發展，但按需且高效操縱RTP性能仍是挑戰。此外，如何整合多色熒光和精確可調的余輝應用于多級信息編碼以提高加密安全性，需要進一步研究和優化。

　　近年來，中國科學院寧波材料技術與工程研究所海洋關鍵材料重點實驗室智能高分子材料團隊研究員陳濤和助理研究員尹光強，致力于利用超分子動態相互作用力可控構建復合發光（熒光、磷光）材料及其在信息存儲與加密、偽裝與防偽等方面的應用研究。

　　近日，該團隊報道了鑭系金屬配位精準調控有機室溫磷光材料性能的策略，獲得了定制化的熒光、磷光性能，并建立了高安全等級的多級信息加密與防偽應用。銪、鋱等鑭系金屬離子（Ln3+）存在禁阻的躍遷過程，通常需要采用高摩爾系數的有機配體來對Ln3+進行敏化以實現高效發光。這一過程稱為天線效應。配體到金屬光敏能量轉移過程源于有機配體的三重態到Ln3+的高能激發態，這與有機三重態激子輻射躍遷到基態形成磷光的途徑構成競爭關系。因此，研究通過整合Ln3+受體與長壽命有機磷光供體，將這種競爭機制引入到長壽命發光系統以操縱RTP性能，獲得定制化的光學性能。該研究所得到的鑭系摻雜RTP材料性能高度依賴鑭系金屬離子的引入量，通過調節Ln3+摻雜量，可按需獲得特定的熒光、磷光性質。同時，鑒于材料具有精確定制化的磷光性能以及多色可調熒光等方面的優點，該團隊建立了高安全等級的多級信息編碼系統，包括熒光誤導、時空分辨防偽、熒光磷光雙模加密點陣等。這一成果為精準調控有機RTP性能提供了新途徑，并拓展了復合光學材料在高級信息安全和防偽方面的應用。

　　相關研究成果以Finely Manipulating Room Temperature Phosphorescence by Dynamic Lanthanide Coordination toward Multi-Level Information Security為題，發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國博士后科學基金、浙江省自然科學基金、寧波市自然科學基金和寧波材料所所長基金等的支持。