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聚集誘導(dǎo)發(fā)光分子（Aggregation-induced emission luminogen, AIEgen）作為一種具有優(yōu)異性能的新型先進(jìn)材料，在光電器件、熒光傳感器、生物成像等領(lǐng)域都有著巨大的應(yīng)用潛力。其中，開發(fā)高性能有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）是AIE材料最有前途的應(yīng)用之一。由于AIE材料自身具有聚集發(fā)光的性質(zhì)，是非摻雜OLED器件的理想發(fā)光材料，基于聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料制備的非摻雜OLED顯示出優(yōu)異的性能。此外，由于AIE分子較為松散的分子堆積結(jié)構(gòu)，對于外界刺激具有很強(qiáng)的響應(yīng)，這種刺激響應(yīng)AIE材料能夠在外界刺激下發(fā)生吸收及熒光波長的可逆變化。尤其是應(yīng)力響應(yīng)的發(fā)光材料，由于其在光學(xué)防偽、應(yīng)力檢測方面顯示出廣闊的應(yīng)用前景，近年來成為研究熱點(diǎn)。

近期，廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院的霍延平教授課題組報道了三個烷氧基鏈修飾的四苯乙烯基菲并咪唑衍生物，TPEO1-PPI, TPEO4-PPI和TPEO6-PPI，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過在四苯乙烯基兩端修飾不同長度的烷氧基鏈，可以改變四苯乙烯基的扭轉(zhuǎn)角及整個分子的空間排列與堆積方式，從而定向有效地調(diào)控分子的AIE效應(yīng)及刺激響應(yīng)變色程度。 

圖1.具有應(yīng)力響應(yīng)-AIE熒光分子的結(jié)構(gòu)

在此工作中，由于烷氧基鏈具有一定的水溶性，故而通過調(diào)節(jié)四苯乙烯兩端烷氧基鏈長度，可以定向調(diào)控AIE現(xiàn)象的熒光強(qiáng)度倍數(shù)關(guān)系，表現(xiàn)為越長的烷氧基鏈修飾的分子越難到達(dá)聚集的狀態(tài)，且隨著烷氧基鏈長度增加，達(dá)到聚集態(tài)發(fā)光時熒光強(qiáng)度倍數(shù)越高。此外，由于烷氧基鏈長度影響其單晶狀態(tài)下分子的排布，顯著影響其在晶態(tài)粉末時下的發(fā)射波長，隨著烷氧基鏈長度的增加而導(dǎo)致π-π堆積的減弱及C-H-π等氫鍵作用力的增強(qiáng)，促使其熒光逐漸的藍(lán)移。并且，這些化合物表現(xiàn)出與烷氧基長度正相關(guān)的可逆力致變色Mechanofluorochromic（MFC）特性，而MFC光譜位移隨烷氧基鏈長度的增加而增加(R = 1,Dl_MFC = 19 nm; R = 4, Dl_MFC = 24 nm; R = 6, Dl_MFC = 53 nm)。通過XRD衍射實(shí)驗(yàn)表明，在各種外部刺激下，MFC現(xiàn)象源于樣品晶態(tài)和非晶態(tài)之間的轉(zhuǎn)變(圖2), 由于晶態(tài)作用力在力刺激下的消失，導(dǎo)致熒光光譜的顯著紅移，且可通過有機(jī)溶劑的熏蒸恢復(fù)。輔助以菲并咪唑基團(tuán)良好的載流子傳輸能力，其中TPEO4-PPI為發(fā)光層的非摻雜器件獲得了4.07 %的高EQE，并且在1000cd/m²的亮度下仍然能保持3.59%的EQE，顯示出極低的效率滾降。該研究為拓展應(yīng)力響應(yīng)聚集誘導(dǎo)熒光分子和構(gòu)建高效非摻雜OLED器件提供了新的思路。

圖2.本文分子AIE聚集程度及力致變色圖片及光譜，晶體堆積情況。 

論文的第一作者為廣東工業(yè)大學(xué)碩士生邱志鵬，通訊作者為廣東工業(yè)大學(xué)籍少敏教授，霍延平教授，此工作的器件制備與福建農(nóng)林大學(xué)歐陽新華教授合作。該工作以“Alkoxy chain regulated stimuli-responsive AIE luminogens based on tetraphenylethylene substituted phenanthroimidazoles and non-doped OLEDs with negligible e?ciency roll-o? ”，發(fā)表在國際知名材料期刊《Journal of Materials Chemistry C》上。該工作也得到了國家自然科學(xué)基金國家自然科學(xué)基金（21975055，61671162，21975053）、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（2019B1515120023，2019B1515120035）及廣東省分子聚集發(fā)光重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金（2019-kllma-06）的大力資助。