甲基修饰与基质调控协同实现高效有机室温磷光材料及RTP-TADF发光特性转换

针对有机室温磷光（RTP）材料量子产率（ΦP）与寿命难以平衡的难题，研究人员通过甲基位点修饰（MeDe/2-Me-MeDe/3-Me-MeDe）和基质掺杂（PVA/OMeBP），实现了RTP寿命长达822.25 ms、ΦP达0.60的突破，并首次在单一体系中实现RTP-热激活延迟荧光（TADF）的可控转换，为动态信息加密和生物传感提供了新材料设计范式。

　　

在光电功能材料领域，有机室温磷光（RTP）材料因其长寿命发光特性在生物成像、防伪加密等领域展现出巨大潜力。然而，如何通过微小结构调控实现高效RTP发射，并进一步拓展至热激活延迟荧光（TADF）的转换，仍是当前研究的瓶颈问题。传统材料往往面临量子产率（Φ_P）与寿命难以兼得、发光颜色调控困难等挑战。针对这一科学难题，广西自然科学基金和国家自然科学基金支持的研究团队在《Dyes and Pigments》发表了一项突破性研究。

研究人员采用核磁共振（NMR）、高分辨质谱（HR-MS）等技术合成了三种甲基修饰的D-π-A型发光体（MeDe/2-Me-MeDe/3-Me-MeDe），通过紫外-可见吸收光谱、低温磷光测试等手段系统分析了其光物理性质，并利用聚乙烯醇（PVA）和4-甲基二苯甲酮（OMeBP）作为基质构建主客体掺杂体系。

Results and discussion
研究发现，甲基取代位置显著影响分子最低三重态能级（T₁）和单重态-三重态能隙（ΔE_ST）。在PVA基质中，2-Me-MeDe表现出最优异的RTP性能：寿命达822.25 ms、余辉10秒、Φ_P 0.60，这归因于甲基的位阻效应增强了分子刚性。而在OMeBP基质中，3-Me-MeDe在1%掺杂浓度下意外呈现TADF特性（ΔE_ST≈0 eV），实现了从RTP到TADF的发光模式转换。

Conclusions
该研究通过精确的甲基位点工程和基质选择，首次在同一分子体系中实现了RTP与TADF的可控转换。2-Me-MeDe/PVA体系创纪录的RTP性能，以及OMeBP/3-Me-MeDe体系的TADF特性，为开发多功能发光材料提供了新思路。基于不同掺杂体系构建的红色长余辉系统和动态加密图案，验证了其在高级信息加密中的应用潜力。

这项工作的科学价值在于：首次揭示了甲基取代位置对ΔE_ST的精细调控机制，建立了分子结构-基质环境-发光特性的关联模型，为设计刺激响应型发光材料提供了理论依据。未来可通过拓展取代基类型和基质组合，进一步优化材料性能，推动其在生物医学检测和智能显示等领域的实际应用。