期，東華大學(xué)化工生物學(xué)院吳宏偉研究員在新型自由基發(fā)光體系開發(fā)方面取得新進(jìn)展，這一成果以“Photoinduced radical emission in a coassembly system（共組裝體系中光誘導(dǎo)的自由基發(fā)射）”發(fā)表在國際化學(xué)類頂級期刊《德國應(yīng)化》（Angewandte Chemie International Edition）上，吳宏偉研究員和新加坡南洋理工大學(xué)的趙彥利教授為通訊作者，第一通訊單位為東華大學(xué)，文章第一作者為東華大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)研究生李依冉。

光敏熒光體系被廣泛應(yīng)用于生物成像、傳感、信息安全和防偽等領(lǐng)域，目前傳統(tǒng)的光敏熒光體系主要由含二芳基乙烯、螺吡喃和氰基苯乙烯等熒光團(tuán)的分子體系組成，其主要通過光刺激后通過復(fù)雜的結(jié)構(gòu)變換，如開關(guān)環(huán)、異構(gòu)化等機(jī)理進(jìn)行響應(yīng)。但這些體系要么需要繁瑣的合成過程，要么響應(yīng)時(shí)間比較長。鑒于此，開發(fā)結(jié)構(gòu)簡單并具有快速光響應(yīng)能力的分子體系具有很高的研究價(jià)值。而在光刺激下，許多有機(jī)分子可以產(chǎn)生自由基，并且一些自由基可能產(chǎn)生穩(wěn)定的發(fā)光，這為開發(fā)新型的光敏材料提供了新思路。

年來，開發(fā)新型的自由基發(fā)光體系開始引起了科學(xué)家的關(guān)注，自由基類發(fā)光材料有望成為下一代的光電磁多功能材料。其在有機(jī)電致發(fā)光器件（OLED）中的理論內(nèi)量子效率（EQE）可以達(dá)到100%。對三芳基甲基類自由基發(fā)光體系的器件研究取得了極大突破，其最高的EQE達(dá)到了27%。同時(shí)，由于自由基對環(huán)境十分敏感，因此也賦予自由基發(fā)光體對各種刺激因素具有很好的響應(yīng)能力。如對溫度和磁場等外界刺激具有響應(yīng)能力的自由基發(fā)光體系已有報(bào)道。但由于大多數(shù)自由基容易被空氣和水等猝滅，目前報(bào)道的自由基發(fā)光種類比較有限，因此開發(fā)新型的自由基發(fā)光體系十分必要。

最，東華大學(xué)吳宏偉課題組和新加坡南洋理工大學(xué)趙彥利課題組合作，利用聚合物和小分子的共組裝，實(shí)現(xiàn)了小分子自由基的刺激響應(yīng)發(fā)光。其根據(jù)羰基化合物在光輻射后容易形成自由基這一特點(diǎn)，選擇了一系列含三羰基基團(tuán)的單苯環(huán)取代物作為自由基發(fā)光體。聚合物選擇聚乙烯醇（PVA）。PVA在光照后可以產(chǎn)生自由基，其可將電子傳遞給羰基化合物，促使形成羰基自由基。同時(shí)，PVA還可和小分子形成氫鍵穩(wěn)定自由基發(fā)光，最終使得共組裝體系實(shí)現(xiàn)了在固態(tài)薄膜狀態(tài)下的明亮的自由基發(fā)光。另外，三羰基取代苯衍生物外圍取代基團(tuán)的改變能夠影響體系自由基的發(fā)光強(qiáng)度和對溫度的響應(yīng)能力。比如，三甲酯取代的化合物A展示了高溫猝滅的發(fā)射，而三酮基和三醛基取代的化合物D和E則展示了溫度激活的自由基發(fā)光性質(zhì)。

理論計(jì)算結(jié)果表明，這些化合物的光誘導(dǎo)自由基發(fā)射來源于從雙線態(tài)的D2激發(fā)態(tài)到D0基態(tài)的輻射躍遷。同時(shí)，在高溫刺激下，由于不大的系間能壘，分子的四重激發(fā)態(tài)（Q1）也可以系間竄越到分子的D2激發(fā)態(tài)。

最后，利用這些自由基發(fā)光材料可成功實(shí)現(xiàn)光-熱共同調(diào)控的信息加密應(yīng)用。該設(shè)計(jì)策略為開發(fā)新型的自由基體系提供了新的手段，同時(shí)對于開發(fā)具有刺激響應(yīng)能力的新型發(fā)光材料也具有重大意義。

該工作也得到了東華大學(xué)易濤教授的大力支持，并獲得上海市浦江人才計(jì)劃的資金支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202110405