在国家自然科学基金项目（批准号：21875104、21975120、51673095、21973043、91833304、91833302）等资助下，南京工业大学黄维教授、安众福教授团队与新加坡国立大学刘小钢教授合作，在有机室温磷光领域取得重要进展。相关研究成果以“限域孤立发色团实现高效蓝色磷光（Confining isolated chromophores for highlyefficient blue phosphorescence）”为题，于2021年8月23日在学术期刊《自然-材料》（Nature Materials）发表。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-021-01073-5。
有机材料室温产生的磷光具有长寿命、斯托克斯位移大等特点，在生物成像、有机发光二极管和光学开关等方面具有广阔的应用场景。晶体工程被认为是提升室温磷光性能最为有效的策略。然而在晶体中分子间π-π堆积容易导致三重态-三重态激子湮灭，大量耗散三重态激子，影响磷光效率的提升；并且π-π堆积会使分子间共轭度增加，发光红移，难于实现蓝色磷光。而蓝光作为光的三原色之一，对于固态照明和全彩显示至关重要。如何构筑高效率的蓝色室温磷光材料是该领域面临的挑战之一。
针对该问题，研究团队提出“发色团限域”策略，构筑了具有分子态高效室温磷光的有机离子晶体材料，实现高效率、长寿命的蓝色室温磷光。研究发现，利用强作用力的离子键，抗衡离子对分子态发色团的孤立限域作用是实现高效率蓝色室温磷光的关键。因为离子键没有方向性和饱和性，离子化的发色团被抗衡离子完全包围，如同孤立在一个笼子当中，与周围发色团完全隔离，限域在一个刚性、孤立的环境中。研究者通过调节抗衡离子和发色团单元，实现了96.5%的蓝色室温磷光效率。鉴于有机离子晶体的长余辉和水溶性特征，通过电流驱动和系统控制，研究者实现了该类材料在数字、图案等信息的余辉显示，展示了多重行进路径（A→B）以及雷达扫描的示踪显示（见图1）。
该研究对理解有机磷光材料分子结构、堆积方式与发光性能的构效关系具有重要意义，为有机室温磷光材料的应用奠定了基础。
图1 （a）基于离子键构建的“发色团限域”模型；（b）TSP离子晶体的稳态光致发光和磷光光谱；（c）晶体中孤立发色团的限域环境；（d-f）防伪、指纹识别和余辉显示应用展示