自古以來，“夜明珠”被認為是稀世珍寶，其因含有特殊的無機礦物元素而長時間發(fā)光的長余輝現(xiàn)象，也為歷代人所熱衷。近日，有機電子與信息顯示國家重點實驗室培育基地、江蘇省柔性電子重點實驗室、南京工業(yè)大學先進材料研究院黃維院士領銜的IAM團隊在有機合成材料中成功觀察到這種長余輝現(xiàn)象，研制出純有機的“夜明珠”。相關成果在國際頂級學術期刊《自然—材料》（Nature Materials）上發(fā)表，引起了業(yè)界廣泛關注。

“有機光電材料單線態(tài)和三線態(tài)激發(fā)態(tài)，因其高度活潑，其壽命在室溫下通常分別在納秒和毫秒量級，發(fā)光時間之短只能通過精密儀器才能測出來，人眼根本無法分辨。”黃維院士介紹，“我們設計并制備了多個系列的室溫單組份有機長壽命磷光材料，其激發(fā)態(tài)壽命長達秒級，不僅如此，我們還開創(chuàng)了一種新型數(shù)據(jù)加密方法，讓其加密效果通過裸眼就能直接觀察到。”

據(jù)介紹，該團隊對純有機材料激發(fā)態(tài)壽命的調控，無需使用任何貴金屬和其它重元素（譬如銥、鉑、氘等元素）；通過對相關材料的分子設計和發(fā)光機理等研究發(fā)現(xiàn)，引入特殊的分子堆積方式（H-聚集）對實現(xiàn)有機長余輝發(fā)光具有重要作用；在此基礎上，該團隊成功實現(xiàn)了有機長余輝發(fā)光顏色從綠色到紅色大范圍可調，并將發(fā)光持續(xù)時間延長至56秒，從而研制出世界上首例室溫有機長余輝發(fā)光材料。

“有機長壽命發(fā)光材料是一類具有獨特發(fā)光機制的新型材料，該類材料集成了有機材料的柔性與余輝材料長壽命發(fā)光等優(yōu)點，在疾病診斷、生物細胞成像和貨幣防偽等光電子學各領域均具有重要意義。”團隊成員陳潤鋒副教授說。

“該研究為有機光電功能材料的激發(fā)態(tài)調控提供了一條革命性的思路和途徑，有著廣闊的應用前景。譬如在有機太陽能電池方面，延長激子擴散距離，從而提高器件性能；在生物領域，可以有效地消除背景熒光等等；在數(shù)據(jù)加密和信息防偽領域，可以實現(xiàn)無需精密儀器的裸眼觀測。以人民幣防偽為例，只需將太陽光照射后的人民幣移至暗處，就可看到不同顏色和不同持續(xù)時間的長壽命發(fā)光，實現(xiàn)顏色和壽命的雙重防偽。這一原創(chuàng)性研究成果對深入了解有機光電功能材料的發(fā)光行為具有重要的科學意義，同時也拓展了有機光電功能材料在數(shù)據(jù)加密方面的新應用，發(fā)展了信息安全領域的新技術。”黃維院士評價說。

據(jù)悉，此項創(chuàng)新性研究工作是在江蘇-新加坡有機電子與信息顯示聯(lián)合實驗室框架下，由南京工業(yè)大學、南京郵電大學和新加坡國立大學三所高校的科研人員經過多年的努力、通力合作完成。參加項目研究的還有新加坡國立大學化學系劉小鋼教授、鄧人仁博士，南京工業(yè)大學的安眾福博士、史慧芳博士以及南京郵電大學的鄭超、陶冶和李歡歡等。