近日,我校化学与分子工程学院马骧教授、李大伟教授和陈斌斌特聘副研究员合作在光激活室温磷光(pRTP)材料研究方面取得重要进展,相关研究成果以“Engineering ultrahigh‐contrast photoactivated room‐temperature phosphorescence with a robust and universal ureido‐functionalized siloxane network”为题发表于《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., 2026, e7684555)。

光激活室温磷光材料因其非侵入性、可逆性和颜色可调性,在信息加密、光学打印和生物医学等领域具有广阔应用前景。然而,传统光激活聚合物主体基质,如聚乙烯醇(PVA)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),主要依赖被动的氧气渗透,导致光激活效率低、对比度有限,同时聚合物基质在水、有机溶剂或强酸等苛刻环境中稳定性差,严重制约了其适用范围。
针对上述挑战,研究团队创新性地设计了一种基于γ-脲丙基三乙氧基硅烷(UPTES)水解交联产生的脲基功能化硅氧烷网络,作为新型光激活主体基质。通过掺杂多种磷光客体分子,成功构筑了系列高性能pRTP主客体体系。研究表明,UPTES网络中的脲基团具有极强的氧捕获能力,其吸附能远高于硼酸(BA)、PVA和PMMA等常见主体基质,能够主动富集氧气,实现客体磷光的完全猝灭,建立真正的初始“关闭”状态。在302 nm紫外光照射下,体系将捕获的三线态氧(3O2)转化为单线态氧(1O2),消耗氧气从而解除对三重态激子的猝灭作用,导致磷光强度最高可增强约2100倍,寿命可延长约65倍,从而实现超高的光激活对比度。该UPTES主体基质具有良好的普适性,可与多种结构不同的磷光客体分子结合,实现高效光激活磷光,发光颜色覆盖全色域。更重要的是,得益于致密稳定的硅氧烷网络,UPTES体系在反复光激活循环或在水溶液、多种有机溶剂和浓盐酸中放置超过90天,仍能保持稳定的pRTP性能,显著优于传统聚合物主体基质。基于上述特性,研究团队进一步开发了多级信息加密图案和动态二维码,实现了依赖光激活时间与读取规则的可编程加密信息显示。
化学与分子工程学院博士后高亚婷和硕士研究生张赢为该论文的共同第一作者,马骧教授、李大伟教授和陈斌斌特聘副研究员为共同通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金委员会、材料生物学与动态化学教育部前沿科学中心、上海市科学技术委员会与费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心等资金支持。
原文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.7684555