Page 46 - 《精细化工》2023年第3期
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·502·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 40 卷

            已深入应用于多个领域，是目前商用 OLED 的主流                          产率达 38%的强烈室温磷光。这种材料已成功应用
            材料。但在一些技术专利层面以及批量生产合成过                             于制作高性能 OLED 器件，器件的外量子效率可达
            程中该类材料仍存在较大的障碍，如使用重金属伴                             11.5%。这项工作证明了纯有机室温磷光材料有代替
            随的高毒性与低产能、繁琐的生产过程导致的高成                             贵金属发光材料的潜力。2021 年，WANG 等               [37] 基于
            本等问题。近些年，由于纯有机室温磷光材料低成                             上述研究提出了新的思路，他们以双酚噻嗪萘（图
            本、低毒性等特点，研究者们开始尝试使用这类材                             9 中 β-DPTZN）作为磷光敏化剂、红荧烯（图 9 中
            料构建电致发光器件。                                         Rubrene）作为荧光掺杂剂、苯并咪唑-三嗪（图 9
                 2013 年，BERGAMINI 等    [34] 首次将纯有机室温           中 TRZ-BPM）作为主体材料构建了基于纯有机磷光
            磷光材料用于 OLED 器件，制作了一种由六硫代苯                          分子敏化荧光薄膜，该薄膜具有更高的量子产率
            核和外围甲苯取代基组成的分子 RTP A（图 9），RTP                      （55.0%~60.3%）和外量子效率（15.7%）。这一研
            A 在粉末状态下能显示出高达 80%的磷光量子产                           究成果提供了一种基于纯有机磷光材料制备高效
            率。由于该化合物在薄膜状态下发光环境改变，制                             率、低成本 OLED 器件的新方法。
            成的 OLED 器件只表现出最高为 0.1%的外量子效                            尽管纯有机室温磷光材料近些年快速发展，但
            率，远没有达到实际应用的性能水平。但该器件能                             其在 OLED 的应用上还不成熟，面临着诸多挑战：
            够随着电压变化表现出不同的电致发光光谱，因而                             纯有机室温磷光材料三线态激子寿命相对较长，电
            可以通过对器件结构的改进来提高发光性能，表明                             流密度的增大会引起激子浓度猝灭，从而导致效率
            纯有机室温磷光材料有潜力用于 OLED 器件的制备。                         滚降现象，严重影响器件的寿命；由于蓝色磷光需
                 2019 年，WANG 等     [35] 通过在双咔唑化合物上             要更高的能量，所以其器件稳定性劣于红色和绿色
            引入不同的取代基，设计了一系列具有聚集诱导磷光                            磷光器件，并且这一问题缺乏有效的解决办法；由
            （AIP）分子（图 9 中 BCZ 1~4），该类材料能够发射                    于上述各种原因，目前的纯有机室温磷光材料能够
            两种不同的磷光，在纯固态下量子产率高达 64%。其                          用于 OLED 器件的较少，但通过对纯有机室温磷光
            OLED 器件的最大外量子效率达 5.8%，超过传统荧光                       材料稳定性机理的深入研究以及合理的分子设计
            OLED 器件的理论极限值 5%。聚集诱导发射策略                          和器件优化，纯有机室温磷光材料有望代替现有主
            的引入有效减少了 OLED 器件的效率滚降现象。                           流材料，以一种绿色而经济的方式生产稳定、高效
                                                               的发光器件。
                                                               3    生物成像


                                                                   生物成像一直是临床医学诊断定位以及研究生
                                                               理过程机理的重要工具，目前已开发了超声成像、
                                                               磁共振成像、放射性核素成像、X 射线成像、荧光
                                                               成像等成像技术。与其他传统成像技术相比，荧光
                                                               成像技术尽管具有高空间分辨率的优势，但生物自
                                                               发荧光和背景干扰使其应用受到诸多限制。而长寿
                                                               命发光和较大的 Stokes 位移使纯有机室温磷光材料
                                                               不仅能够有效减少生物自身荧光和背景干扰的影
                                                               响，还能够提供较高的信噪比，在生物成像上具有
                                                               重要的应用价值，近年来得到了研究者的极大关注。
                                                                                   [38]
                 图 9   用于制备有机电致发光器件的分子结构                           2016 年，CHEN 等     报道了以不同电子供体修饰
            Fig. 9    Molecular structures for the preparation of organic   N-取代萘二甲酰亚胺（NNI）所得的一系列衍生聚合
                   electroluminescent devices
                                                               物（如图 10a 所示），这些聚合物均具有良好的室温磷
                 由于纯有机室温磷光材料的实现对分子环境的                          光性质并能很好地同生物大分子结合。其中，聚乳酸
            要求较高，所以将其制成薄膜态时都难以保持较好                             聚合物（1,2-OPh-PLA）在无重原子诱导的条件下具
            的发光效率，这一问题限制了纯有机室温磷光材料                             有长达 1.12 s 的超长磷光寿命。除此之外，他们根据天
            应用于 OLED 器件。2019 年，WANG 等             [36] 报道了     然大分子牛血清白蛋白与 NNI 染料的亲和性，研究了
            一种室温磷光体系，为解决上述问题提供了新途径。                            其衍生物（Br-BSA）在神经元组织中的磷光成像能力，
            他们以双酚噻嗪萘（图 9 中 β-DPTZN）为发光单元，                      其稳态发射光谱见图 10b。将 Br-BSA 和神经元细胞一
            以苯并咪唑-三嗪（图 9 中 TRZ-BPM）为主体材料，                      起培养 10 min 后，通过显微镜获得了较清晰的红色磷
            通过主客体掺杂构建的体系能在薄膜态表现出量子                             光图像，实现了磷光标记的生物成像（图 10c）。
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