英文原题：Highly Efficient Multicolor-Emitting Tetraphenylethylene-Based Organic Salts with Commercialization Prospects
通讯作者：王维，南开大学；颜雨坤，中国科学院金属研究所；明江波，运城学院
作者：Huifen Hu, Dong Zeng, Jiang-Bo Ming, Yukun Yan, Wei Wang
背景介绍：
众所周知，TPE在固态下发出蓝绿色光，量子产率约为20%。因此，提高量子产率并调控TPE基荧光材料的发光颜色一直是一项挑战。到目前为止，通过对TPE为核心的苯环进行各种基团官能化，已合成了许多不同分子结构的TPE衍生物。一些包含芳香基团的TPE衍生物不仅表现出红移发射，其量子产率甚至超过85%。通过连接的官能团，可以进一步构建TPE基荧光材料，如与金属离子或团簇、氢键有机框架（HOFs）、金属有机循环/笼、卤素键网络等配位的超分子材料。基于这些发现不难归纳出：(i)含大型芳香基团的TPE衍生物可能以高量子产率表现出红移发射；(ii)通过强相互作用形成的TPE衍生物聚集体可能具有高量子产率。目前的挑战是开发高效且低成本的合成方法，实现TPE基荧光材料的商业化。受此启发，南开大学王维教授提出了一种简单有效的方法，利用市售化合物制备高发光性的TPE基荧光材料。
文章亮点：
2024年7月2日，南开大学王维教授课题组在ACS Applied Materials&Interfaces期刊上发表了一篇题为“Highly Efficient Multicolor-Emitting Tetraphenylethylene-Based Organic Salts with Commercialization Prospects”的研究成果。南开大学博士研究生胡慧芬为文章第一作者，南开大学王维教授，中国科学院金属研究所颜雨坤研究员和运城学院明江波高级工程师共为通讯作者。此研究得到了国家自然科学基金的资助。
该成果报道了一种简单高效的策略，通过将四吡啶基四苯乙烯(T4Py-TPE4+)这一阳离子发光体与七种阴离子芳香磺酸盐配体结合(图1)，构建发光有机盐。当将阳离子发光体与阴离子配体的水溶液混合时，它们在几秒到几分钟内迅速聚集成有机盐，以T4Py-TPE₪TPADS和T4Py-TPE₪1,5-NDS2盐的复合过程为例(图2)，可以观察到明显的荧光增强。这些有机盐的量子产率高达90%以上，此过程伴随着发光效率从约58%增加到几乎100%，并且能够调节发光颜色在511到586 nm之间(图3)。这些改进主要归因于阳离子与阴离子之间的强静电吸引力，导致T4Py-TPE4+发光体形成具有不同共轭长度的刚性疏水网络。由于这些化合物是市售的，这一方法为制造新型发光材料用于设备制造和研究提供了可能性。
图1. 阳离子发光体和阴离子配体的结构与性质
图2. 阳离子发光体和阴离子配体的聚集过程
图3. 系列化合物的荧光光谱图以及CIE色度图
总结展望：
综上所述，本研究采用低成本且可扩展的方法，利用市售原材料和简单制备工艺，成功制备了高量子产率（接近100%）和多色发光的有机盐。强离子相互作用力促进了结构刚性化，进一步提升了材料性能。这些有机盐显示出作为发光材料的商业化潜力。未来工作将继续采用相同方法开发更多荧光有机盐，以促进其潜在应用的研究。
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ACS Appl. Mater. Interfaces, 2024, XXXX, XXX, XXX-XXX
Publication Date:July 2, 2024
https://doi.org/10.1021/acsami.4c03180
Copyright © 2024 American Chemical Society
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