单吡啶鎓修饰苯基吡啶配体铱(III)配合物的电致发光变色性能研究及其动态信息显示应用

为解决电致发光变色(ELC)材料在动态显示与光学存储中的应用瓶颈，研究人员设计合成了两种单吡啶鎓修饰的环金属化铱(III)配合物。通过系统研究其电化学行为与光物理性质，发现该材料可实现电压驱动的红(627 nm)-黄(579 nm)发射切换，响应效率>90%且具备优异可逆性，为开发新型可重写光学记录技术提供了关键材料基础。

　　

在智能显示与信息安全领域，如何实现光学信号的可控动态调制一直是科学界关注的焦点。传统发光材料往往缺乏对外界刺激的响应能力，而电致发光变色(Electroluminochromic, ELC)材料通过电化学氧化还原反应实现发光颜色与强度的精准调控，在动态显示屏、可重写光学存储和信息加密等领域展现出独特优势。然而，现有ELC材料普遍存在响应速度慢、可逆性差或发光效率低等问题。特别是基于单吡啶鎓结构的ELC材料研究尚属空白，这类分子虽在电致变色领域表现突出，但其与发光体的协同作用机制仍不明确。

针对这一科学难题，中国国家自然科学基金和江苏省基础研究计划资助的研究团队设计合成了两种具有单吡啶鎓修饰苯基吡啶配体的铱(III)配合物Ir(C?N)₂(2,2’-联吡啶)₃（配合物1和2）。通过核磁共振(NMR)、质谱(MALDI-TOF MS)等技术表征结构后，采用循环伏安法研究电化学性质，结合稳态/瞬态荧光光谱分析光物理行为，并构建三明治结构ELC器件验证性能。

合成与表征
成功制备两种异构体，其区别在于吡啶鎓单元在苯基吡啶配体上的取代位置不同：配合物1的取代基位于富电子苯环，而配合物2位于缺电子吡啶环。质谱数据证实目标分子量，¹H NMR显示特征质子信号。

电化学与光物理性质
循环伏安测试发现两者在-1.0 V (vs SCE)处均出现可逆的吡啶鎓还原峰。原始态发射橙红色光（λ_em≈627 nm），化学/电化学还原后发生66 nm蓝移，伴随发射寿命显著改变。这种变色行为源于还原诱导的几何结构与电子态改变，从而调控发光态特性。

电致发光变色性能
构建的概念验证器件在电压驱动下实现红(627 nm)-黄(579 nm)发射切换，20次循环后仍保持>90%响应效率（响应时间17秒）。基于此开发的丝网印刷双色信息记录装置，成功演示了电控红-黄可逆转变。

该研究首次阐明单吡啶鎓-铱(III)配合物的ELC机制，突破性地将这类分子应用于动态光学调控。器件表现出的快速响应、高可逆性和优异稳定性，为开发新一代智能显示系统和可重写光学存储器提供了材料基础。特别是丝网印刷技术的成功整合，展现出该体系在低成本、大面积柔性器件中的应用潜力，对推动刺激响应材料在信息安全和防伪领域的实用化进程具有重要意义。