新型簇发光材料的开发
成果类型:: 新技术
发布时间: 2023-11-14 10:25:30
在传统有机光电子材料的设计中,基于大π体系的价键共轭是必不可少的一个设计要素。科学家们基于价键共轭建立起了一整套完备的光物理机制,用于解释各种发光现象并指导高效光学显示材料的开发。然而,一些天然高分子材料,如纤维素和聚氨基酸等,它们的化学结构中只有孤立的杂原子或羰基等,不具备大π结构等价键共轭要素,但却在聚集时产生单分散状态下所不具有的可见光发射,科学家称之为簇发光现象。这种非传统发光体系无法用传统的基于价键共轭的光物理机理进行合理解释。成果完成人通过系统的实验和理论计算建立了新的基于空间共轭的光物理机制,并开发了一系列新型的非共轭的高效簇发光材料。
基于空间共轭的光物理机制:研究人员通过系统的实验和理论计算,建立了一种新的基于空间共轭的光物理机制。传统的基于价键共轭的光物理机理无法解释非共轭材料在聚集状态下的可见光发射现象。通过引入空间共轭概念,该成果提供了一种新的解释框架,揭示了非共轭材料中簇发光现象的形成机制。非共轭的高效簇发光材料:在新的光物理机制指导下,研究人员开发了一系列新型的非共轭簇发光材料。这些材料在聚集状态下表现出高效的可见光发射,具有较窄的发光带宽和较长的寿命,能够应用于光学显示、荧光探针、生物成像等领域。解决传统发光体系无法解释的现象:该成果填补了传统发光体系无法解释的簇发光现象的理论空白。通过建立新的光物理机制,该成果为理解和解释非共轭材料的发光行为提供了新的视角,推动了相关领域的研究进展。潜在应用价值:新型的非共轭簇发光材料具有潜在的应用价值。它们在光学显示、生物医学成像、化学传感等领域具有广阔的应用前景。这些材料的研发和应用有助于推动相关行业的技术进步和产业发展。
光学显示技术:新型的非共轭簇发光材料可以应用于光学显示技术,例如显示屏、面板背光源等。这些材料具有高效的可见光发射特性,能够提供更亮、更饱和的色彩效果,改善显示设备的图像质量和视觉体验。
生物医学成像:非共轭簇发光材料在生物医学成像领域具有潜在应用价值。它们可以作为荧光探针用于细胞成像、组织成像和活体动态观察。这些材料的窄发光带宽和长寿命特性有助于提高成像的分辨率和信噪比,为生物医学研究和诊断提供更准确、更清晰的图像信息。
化学传感器:非共轭簇发光材料可以应用于化学传感器领域,用于检测和监测特定化学物质或环境参数。通过调控材料的聚集态和发光性能,可以实现对目标物质的高灵敏度、高选择性的检测,具有潜在的应用于环境监测、食品安全、生物分析等领域。
光电器件:非共轭簇发光材料的发光特性可以与其他光电器件结合,用于构建新型的光电器件。例如,它们可以用作光电转换器件中的发光层或发光材料,用于光电能转换和光电子技术应用,如太阳能电池、有机发光二极管(OLED)等。
其他领域:除了上述应用,非共轭簇发光材料还有可能在光催化、光子学、光存储等领域发挥作用。这些材料的特殊发光性能和独特的光物理机制为这些领域的研究和应用提供了新的思路和可能性。
张浩可课题组专注于开发新型非共轭发光材料、聚集诱导发光材料以及超分子发光材料。课题组与香港中文大学(深圳)唐本忠院士团队、浙江大学黄飞鹤教授团队和孙景志教授团队合作,从光物理机制研究、发光材料设计及其功能化应用开发等方面开展联合研究工作。张浩可 浙江大学杭州国际科创中心和高分子科学与工程学系双聘研究员,2021年入选杭州国际科创中心“青年人才卓越计划”。主要研究兴趣:聚集诱导发光、光物理化学和计算化学。发表论文90余篇,其中以通讯作者和第一作者发表论文28篇,包括Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed, Adv. Mater., Mater. Today, JACS Au, Adv. Sci., Mater. Horiz., Chem. Sci.等国际重要学术期刊。论文被引4100余次,H-因子35 (Google Scholar)。
高效簇发光材料的开发及其空间相互作用机制的建立,不仅填补了理论的空白,开启了新的光物理研究领域。同时这一材料很好地消除了传统发光材料在环境污染、制备/加工成本以及生物毒性等方面的劣势,是有望实现大批量生产和产业化的新型发光材料。
通过技术咨询,将该成果的应用潜力和优势传达给潜在的应用方和合作伙伴,提供技术应用指导,帮助他们理解和利用新型非共轭簇发光材料的特性和优势,并将其应用于实际领域。
定制化解决方案:根据客户的具体需求和应用场景,提供定制化的解决方案。通过深入了解客户的要求和限制,结合该成果的技术特点,为客户量身定制合适的非共轭簇发光材料和相关技术方案,以满足其特定的应用需求。