蘇州醫(yī)工所在團(tuán)簇發(fā)光熒光微球的研究中取得進(jìn)展

白光發(fā)光二極管（WLED）作為一種節(jié)能、長(zhǎng)壽命的固態(tài)照明技術(shù)，因其具有節(jié)能、壽命長(zhǎng)、可靠性高、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。相較基于無機(jī)發(fā)光體的WLED而言，聚合物發(fā)光二極管（PLED）提供了溶液處理的簡(jiǎn)化制造方案。通常，制造白光聚合物發(fā)光二極管（WPLED）需將多種熒光團(tuán)加入聚合物基質(zhì)以制得白光，這種多熒光團(tuán)方法要求精確控制不同單體的比例，以確保各種熒光團(tuán)的發(fā)射強(qiáng)度達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶�，增加了生產(chǎn)的復(fù)雜度，而開發(fā)單熒光團(tuán)白光聚合物能顯著簡(jiǎn)化WPLED制造工藝。最近研究發(fā)現(xiàn)一些非共軛熒光材料(Materials Today,2020,32: 275-292)，雖無π共軛結(jié)構(gòu)，但在聚集狀態(tài)下能發(fā)射可見光，稱為團(tuán)簇發(fā)光（CL）。這些基于CL的非傳統(tǒng)發(fā)光聚合物（NPLs）具備多重發(fā)射特性，適用于白光發(fā)射。不過，相較于共軛熒光材料，大部分NPLs主要發(fā)射藍(lán)光，只有少數(shù)能發(fā)射紅光或白光。

為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)波長(zhǎng)NPLs的制備，蘇州醫(yī)工所白鵬利團(tuán)隊(duì)通過交聯(lián)和磺化反應(yīng)制備了發(fā)白色和橙色光的聚苯乙烯微球，該材料具有覆蓋整個(gè)可見光范圍的寬發(fā)射光譜。利用這一發(fā)現(xiàn)，僅使用單一類型的磺化多孔聚(苯乙烯-二乙烯基苯)微球(SPDMs)便成功制造了性能優(yōu)異的WPLEDs。同時(shí)，這些單分散的SPDMs在多個(gè)流式通道上展示出低熒光分布（CV < 5%），對(duì)流式校準(zhǔn)材料領(lǐng)域的應(yīng)用展現(xiàn)了巨大潛力。在另一實(shí)驗(yàn)中，通過將磺酸基團(tuán)用鈉磺酸鹽轉(zhuǎn)換，還獲得了綠色熒光SPDMs，并使用三種（白色、綠色和橙色）SPDMs微球構(gòu)建了Cu2+和pH響應(yīng)的微陣列，用于加密和解碼重要信息。這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)長(zhǎng)波長(zhǎng)NLPs提供了一種新穎、經(jīng)濟(jì)、有效的策略，并拓寬了NLPs在流式校準(zhǔn)、防偽和LED制造中的應(yīng)用。

圖1.單分散團(tuán)簇發(fā)光SPDMs的制備及應(yīng)用示意圖

圖2.不同磺化度SPDMs微球的熒光性能

圖3.單分散SPDMs-50-3微球的熒光顯微鏡與流式測(cè)試

該研究以題為“Synthesis of Broad Excitation Fluorescent Microspheres Based on Clusteroluminescence and Their Application in Anti-Counterfeiting and LED” 的論文發(fā)表在Advanced Functional Materials (中國(guó)科學(xué)院一區(qū))上。蘇州醫(yī)工所白鵬利研究員為通訊作者，何良為本文第一作者。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)等項(xiàng)目的資助。

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