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2019-07-08
??氧氣檢測(cè)在生物醫(yī)學(xué)、食物存儲(chǔ)、真空技術(shù)等領(lǐng)域非常重要。氧氣檢測(cè)通常采用電化學(xué)技術(shù)，存在輸出信號(hào)與氧濃度非線性、響應(yīng)慢、受潮氣影響、和低靈敏度等缺點(diǎn)。近年來(lái)，有機(jī)室溫磷光（RTP）材料由于其低毒性、低成本、長(zhǎng)壽命、大Stokes位移和良好加工性能備受關(guān)注。RTP材料三線態(tài)和氧氣分子存在較強(qiáng)相互作用，是一種潛在的氧氣傳感材料。然而，為了抑制三線態(tài)非輻射躍遷，長(zhǎng)壽命RTP材料中平面芳環(huán)大都通過(guò)面對(duì)面 (face-to-face) π-π stacking排列，這種堆疊方式雖然有效增強(qiáng)了磷光強(qiáng)度，卻嚴(yán)重阻礙了氧氣分子的擴(kuò)散，所以RTP材料用于氧氣檢測(cè)鮮有報(bào)道。
摻雜聚合物膜對(duì)氧氣響應(yīng)
針對(duì)上述科學(xué)瓶頸，中山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院梁國(guó)棟教授課題組設(shè)計(jì)了一種全新的有機(jī)RTP分子，與面對(duì)面 (face-to-face) π-π stacking堆疊不同，該分子晶體中芳環(huán)以獨(dú)特的肩并肩 (side-by-side)共面方式排列，晶體中存在大量氧氣分子自由穿梭的孔洞，與氧氣分子接觸后，其RTP猝滅。該化合物摻雜的聚合物薄膜繼承了其RTP特性，對(duì)氧氣非常敏感。隨著氧含量增加，薄膜從紫藍(lán)色變成深藍(lán)色，同時(shí)RTP壽命急劇下降，用于氧氣的可視化定量檢測(cè)。相關(guān)成果以“Long‐Lived Room‐Temperature Phosphorescence for Visual and Quantitative Detection of Oxygen” 為題發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. 2019, DOI: 10.1002/anie.201906312。論文的第一作者為周裕生碩士研究生和秦瑋研究員，通訊作者為梁國(guó)棟教授。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金的支持。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201906312
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