【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】室溫磷光（RTP）是獨(dú)特的光物理現(xiàn)象。RTP相關(guān)材料在撤去激發(fā)光源后，可以持續(xù)數(shù)秒到幾小時(shí)的長(zhǎng)壽命發(fā)射。RTP材料擁有較大的斯托克斯位移和長(zhǎng)發(fā)光壽命等特性，在信息加密、生物成像、化學(xué)傳感等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。與廣泛應(yīng)用的熒光標(biāo)簽相比，RTP材料具有額外的時(shí)間維度和更豐富的光學(xué)可調(diào)性，在多級(jí)信息編碼中展現(xiàn)出更高的隱蔽性和難以復(fù)制性，更適用于高等級(jí)的信息加密與防偽。近年來(lái)，RTP領(lǐng)域快速發(fā)展，但按需且高效操縱RTP性能仍是挑戰(zhàn)。此外，如何整合多色熒光和精確可調(diào)的余輝應(yīng)用于多級(jí)信息編碼以提高加密安全性，需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化。

近年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所海洋關(guān)鍵材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室智能高分子材料團(tuán)隊(duì)研究員陳濤和助理研究員尹光強(qiáng)，致力于利用超分子動(dòng)態(tài)相互作用力可控構(gòu)建復(fù)合發(fā)光（熒光、磷光）材料及其在信息存儲(chǔ)與加密、偽裝與防偽等方面的應(yīng)用研究。
 

近日，該團(tuán)隊(duì)報(bào)道了鑭系金屬配位精準(zhǔn)調(diào)控有機(jī)室溫磷光材料性能的策略，獲得了定制化的熒光、磷光性能，并建立了高安全等級(jí)的多級(jí)信息加密與防偽應(yīng)用。銪、鋱等鑭系金屬離子（Ln³⁺）存在禁阻的躍遷過(guò)程，通常需要采用高摩爾系數(shù)的有機(jī)配體來(lái)對(duì)Ln³⁺進(jìn)行敏化以實(shí)現(xiàn)高效發(fā)光。這一過(guò)程稱(chēng)為天線效應(yīng)。配體到金屬光敏能量轉(zhuǎn)移過(guò)程源于有機(jī)配體的三重態(tài)到Ln³⁺的高能激發(fā)態(tài)，這與有機(jī)三重態(tài)激子輻射躍遷到基態(tài)形成磷光的途徑構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。因此，研究通過(guò)整合Ln³⁺受體與長(zhǎng)壽命有機(jī)磷光供體，將這種競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制引入到長(zhǎng)壽命發(fā)光系統(tǒng)以操縱RTP性能，獲得定制化的光學(xué)性能。該研究所得到的鑭系摻雜RTP材料性能高度依賴(lài)鑭系金屬離子的引入量，通過(guò)調(diào)節(jié)Ln³⁺摻雜量，可按需獲得特定的熒光、磷光性質(zhì)。同時(shí)，鑒于材料具有精確定制化的磷光性能以及多色可調(diào)熒光等方面的優(yōu)點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)建立了高安全等級(jí)的多級(jí)信息編碼系統(tǒng)，包括熒光誤導(dǎo)、時(shí)空分辨防偽、熒光磷光雙模加密點(diǎn)陣等。這一成果為精準(zhǔn)調(diào)控有機(jī)RTP性能提供了新途徑，并拓展了復(fù)合光學(xué)材料在高級(jí)信息安全和防偽方面的應(yīng)用。
 

相關(guān)研究成果以Finely Manipulating Room Temperature Phosphorescence by Dynamic Lanthanide Coordination toward Multi-Level Information Security為題，發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金、寧波市自然科學(xué)基金和寧波材料所所長(zhǎng)基金等的支持。

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鑭系金屬配位調(diào)控磷光性能的機(jī)理及多級(jí)加密應(yīng)用展示