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全球首个有机光电材料"夜明珠"问世

2015年04月14日 ?? 收藏0
自古以来,“夜明珠”被认为是稀世珍宝,其因含有特殊的无机矿物元素而长时间发光的长余辉现象,也为历代人所热衷。近日,有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地、江苏省柔性电子重点实验室、南京工业大学先进材料研究院黄维院士领衔的IAM团队在有机合成材料中成功观察到这种长余辉现象,研制出纯有机的“夜明珠”。相关成果在国际顶级学术期刊《自然—材料》(Nature Materials)上发表,引起了业界广泛关注。

  “有机光电材料单线态和三线态激发态,因其高度活泼,其寿命在室温下通常分别在纳秒和毫秒量级,发光时间之短只能通过精密仪器才能测出来,人眼根本无法分辨。”黄维院士介绍,“我们设计并制备了多个系列的室温单组份有机长寿命磷光材料,其激发态寿命长达秒级,不仅如此,我们还开创了一种新型数据加密方法,让其加密效果通过裸眼就能直接观察到。”

  据介绍,该团队对纯有机材料激发态寿命的调控,无需使用任何贵金属和其它重元素(譬如铱、铂、氘等元素);通过对相关材料的分子设计和发光机理等研究发现,引入特殊的分子堆积方式(H-聚集)对实现有机长余辉发光具有重要作用;在此基础上,该团队成功实现了有机长余辉发光颜色从绿色到红色大范围可调,并将发光持续时间延长至56秒,从而研制出世界上首例室温有机长余辉发光材料。

“有机长寿命发光材料是一类具有独特发光机制的新型材料,该类材料集成了有机材料的柔性与余辉材料长寿命发光等优点,在疾病诊断、生物细胞成像和货币防伪等光电子学各领域均具有重要意义。”团队成员陈润锋副教授说。

  “该研究为有机光电功能材料的激发态调控提供了一条革命性的思路和途径,有着广阔的应用前景。譬如在有机太阳能电池方面,延长激子扩散距离,从而提高器件性能;在生物领域,可以有效地消除背景荧光等等;在数据加密和信息防伪领域,可以实现无需精密仪器的裸眼观测。以人民币防伪为例,只需将太阳光照射后的人民币移至暗处,就可看到不同颜色和不同持续时间的长寿命发光,实现颜色和寿命的双重防伪。这一原创性研究成果对深入了解有机光电功能材料的发光行为具有重要的科学意义,同时也拓展了有机光电功能材料在数据加密方面的新应用,发展了信息安全领域的新技术。”黄维院士评价说。

  据悉,此项创新性研究工作是在江苏-新加坡有机电子与信息显示联合实验室框架下,由南京工业大学、南京邮电大学和新加坡国立大学三所高校的科研人员经过多年的努力、通力合作完成。参加项目研究的还有新加坡国立大学化学系刘小钢教授、邓人仁博士,南京工业大学的安众福博士、史慧芳博士以及南京邮电大学的郑超、陶冶和李欢欢等。

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有机光电材料? 太阳能电池? 柔性电子?

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