近日,我校化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心,田禾院士及马骧教授团队报道了一系列高性能多功能非共价生物分子玻璃室温磷光(RTP)材料,该材料兼具高透明性、可回收性和生物降解性,相关研究成果以“Noncovalent Biomolecular Glass Platform for Ultralong Room-Temperature Phosphorescence”为题,被国际化学领域权威期刊Angew. Chem. Int. Ed. (2026, e9229523) 接收发表。
有机磷光材料因其大斯托克斯位移、长寿命和丰富的激发态行为,在生物成像、信息加密、3D显示等领域具有广阔的应用前景。提升RTP性能通常通过增强系间窜越过程和减少非辐射跃迁实现。研究者们致力于通过超分子封装、晶体工程、聚合和主客体掺杂等策略构建刚性保护微环境,以固定发光体、稳定三重态激子并减少振动弛豫。超分子玻璃为满足上述需求提供了一个颇具吸引力但尚未被充分探索的平台。与晶态基质不同,这类无定形各向同性固体结合了高光学透明性、溶液或熔融加工性以及分子级可设计性。其中,氨基酸衍生超分子玻璃因其原料丰富、可生物降解、生物相容且易于功能化而尤为引人注目。然而,将生物质衍生超分子玻璃与高性能、颜色可调、多功能余辉发射相结合的研究鲜有报道。

图1 非共价生物分子玻璃RTP材料制备示意图
基于此,研究团队将非共价生物分子玻璃作为平台实现高性能磷光发射。选用小分子氨基酸与有机酸利用非共价相互作用构建玻璃,内部致密的非共价相互作用网络在空间上限域嵌入的发光体并抑制非辐射弛豫,为发光分子提供刚性平台。通过将不同发光分子嵌入上述体系中,通过溶剂快速蒸发-淬灭过程获得了性能优异的室温磷光材料,所得掺杂体系表现出从430到610 nm的颜色可调余辉发射、高达93%的光学透射率、最长4.11 s的磷光寿命以及高达74.9%的光致发光量子产率。非共价生物分子玻璃形成过程中显著的粘度变化还赋予材料对多种基底表面的强粘附性及稳定粘附能力。此外,非共价生物分子玻璃还具备良好的可降解性与可逆再加工性,在土壤中可逐渐降解且不影响植物正常生长,兼具环境友好性。
该论文通讯作者为马骧教授和马良伟特聘副研究员,第一作者为化学与分子工程学院博士研究生董瑀墨。研究工作得到了田禾院士的悉心指导,并得到了国家自然科学基金委基础科学研究中心项目、杰出青年基金、教育部基础与交叉学科突破计划等项目资金的支持。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.9229523