蓝光热激活延迟荧光分子设计策略概述

热激活延迟荧光（thermally activated delayed fluorescence,TADF）分子由于三重态上的激子可以通过反向系间窜越到单重态并辐射发出荧光，因此在有机发光二极管（organic lightemitting diode, OLED）中理论上可以实现100%的激子利用率。具有TADF特性的发光材料融合了第一代荧光材料和第二代磷光材料的优点，不仅可以实现100%的内量子效率，还有助于降低器件的材料成本，被誉为第三代OLED发光材料，并成为突破高效稳定蓝光OLED瓶颈的潜在解决方案。本文从发光机理出发，系统阐述了高效稳定蓝光TADF分子的设计策略，包括高荧光量子产率、短延迟荧光寿命、窄发射光谱半峰宽、显著的水平分子取向和良好的光电稳定性等。本文旨在为高性能蓝光TADF分子的开发提供理论支持。最后，总结了当前蓝光TADF材料存在的问题，并对其未来的发展前景进行了展望。     

咔唑及其衍生物在蓝光OLED中的应用

咔唑及其衍生物因其特有的电学性能、电化学性能和光物理性能而被广泛研究。由于这类材料不仅可以作为良好的空穴传输材料,而且在咔唑化合物的不同位置引入电子传输修饰基团,可以使得电子和空穴更加易于注入,并且可以很好地调节两者的平衡,因此,咔唑及其衍生物被认为是一类重要的蓝光荧光材料。咔唑及其衍生物不仅可以以小分子形式应用到蓝光荧光材料、蓝光磷光材料和热致延迟荧光材料,同样可以以高分子形式应用到蓝光荧光材料中。近年来,关于咔唑及其衍生物发光材料的合成及应用成为蓝光OLED研究的热点。本文综述了近年来国内外小分子咔唑及其衍生物作为蓝光有机电致发光主体材料的研究状况,对其分子结构设计光、电子轨道结构、物理性质、热学性质、电化学性质及器件性能等方面作了详细归纳比较,同时归纳了含咔唑结构的聚合物蓝光有机电致发光材料的研究进展,最后展望了咔唑基蓝光有机电致发光主体材料的发展前景和趋势。从光电转换效率及价格方面来说,热致延迟荧光材料和聚合物(含咔唑类基团)发光材料是最具有前景的蓝光OLED材料。     

基于有序介孔材料的荧光探针及其应用

小分子荧光探针应用于检测污染物具有高选择性、高灵敏度和可视化等优点,但其检测效率低,难以与本体分离回收,对环境有一定污染。通过化学方法将小分子荧光探针负载到介孔材料表面,可以克服小分子荧光探针的不足,实现小分子荧光探针和介孔材料的优势互补。基于介孔材料的荧光探针不但兼具了小分子荧光探针的识别及清除功能,还可以通过调整介孔材料孔径大小和孔材料的成分实现更低浓度的检测,提高检测的灵敏度。本文首先综述了近年来基于介孔材料的不同类型荧光探针的研究进展,重点阐述荧光探针修饰的介孔材料在重金属离子检测、有机小分子检测、生物分子检测和阴离子检测等方面的应用,最后对基于介孔材料的荧光探针发展方向进行了展望。     

巯基化合物近红外小分子荧光试剂的研究进展

巯基化合物(RSH)广泛存在于生物体内,在生命活动中起着关键作用。因此,检测其含量变化及动态分布十分必要。近红外(NIR,600nm)荧光由于背景干扰少、组织穿透力强、对生物损伤小等特点日益成为人们关注的焦点,而有机小分子荧光试剂在近红外荧光分析中的应用较多。本文引用文献94篇,按有机小分子的荧光团分类,对2010年以来用于巯基化合物分析的有机小分子荧光试剂进行了综述,并展望了其发展趋势和应用前景。     

基于抑制扭转的分子内电荷转移(TICT)提升有机小分子荧光染料亮度及光稳定性※

有机小分子荧光染料研究已有170余年历史, 其结构和性能随着合成方法和应用需求的发展而不断革新, 已被广泛应用于荧光标记、探针和生物成像中. 近年来发展起来的超分辨荧光成像技术对有机小分子荧光染料的亮度、稳定性和开关性能等均提出了更高的要求, 这为染料发展带来了新的机遇. 当前, 化学工作者也将更多精力聚焦在染料结构改造提升有机小分子荧光染料的亮度与光稳定性. 激发态扭转的分子内电荷转移(TICT)是有机小分子荧光染料中主要的非辐射衰减途径之一. 因而, 抑制TICT能够很好地提升染料的亮度和光稳定性, 并成为目前针对超分辨成像技术发展高亮度和光稳定性的有机小分子荧光染料的主要方法. 本综述首先简要回顾了TICT的机制和发展过程, 而后重点介绍近些年通过抑制TICT策略来提升不同结构有机小分子荧光染料光谱性能方面的进展.     

基于高激子利用率的第三代有机电致发光材料的研究进展

荧光OLED材料由于受到激子统计规律的限制,其能量利用效率小于25%.为了开发高效而价廉的OLED材料,突破激子统计规律的研究受到了广泛关注,目前的研究主要集中在三个方向:突破激子统计限制的共轭聚合物材料、三线态反系间窜越(RISC)的延迟荧光材料以及"热激子"(hot exciton)与杂化局域-电荷转移(HLCT)激发态材料.对近年来在基于高激子利用率的第三代有机电致发光材料的研究方面的进展情况进行综述,同时对其未来的研究前景进行了展望.     

小分子有机电致发光器件和材料的研究及应用

有机电致发光器件(OLED)是在电场作用下,以有机材料为活性发光层的器件.由于OLED具有亮度高、响应快、视角宽、工艺简单、可柔性等优点,在现代科学研究及技术应用中备受关注.其商业化应用,诸如平板显示(FPD)和固体照明(SSL)等,正在不断向前推进.本文综述了小分子OLED的各种器件结构和功能材料研究进展以及该领域存...     

绿色、经济合成荧光碳纳米粒子并以此为探针实现对汞离子的灵敏性及选择性检测

汞离子(Hg2+)是最危险的污染物之一。荧光检测法已被证明是具有高灵敏度、可实现快速分析并对样品破坏性较小的有效方法。大量的荧光探针包括有机小分子、金属纳米簇和半导体量子点等已被广泛用于荧光检测Hg2+。然而这些荧光材料通常具有合成步骤     

高效蓝光有机电致磷光主体材料的研究进展

磷光有机发光二极管(PHOLEDs)相对于传统的荧光有机电致发光具有更高的量子效率, 在平板显示和固态照明方面有极大的应用前景. 本工作将近几年来外量子效率高于20%的蓝光PHOLEDs中小分子主体材料进行总结, 并按空穴传输型、电子传输型和双极传输型主体材料分类, 重点介绍这些材料的分子结构、三线态能级、HOMO/LUMO能级、热稳定性、形态稳定性以及作为蓝光PHOLEDs主体材料的器件性能, 以期对主体材料的研究及OLED产业化提供参考价值.     

金属-有机框架材料的荧光探测应用进展

金属-有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属离子或金属离子簇与有机配体自组装而成的杂化多孔材料。 极高的比表面积和孔隙率,组成和结构可调节等特点赋予该材料灵活的设计性和丰富的功能性。 金属-有机框架材料的金属离子、有机配体和装载的客体分子等皆可作为发光中心,并能对离子或小分子产生特异性荧光响应,因此在荧光探测方面有广泛应用。 本文主要综述了近年来金属-有机框架材料在荧光探测方向的研究进展以及应用前景。     

模板诱导有机发光小分子定位沉积

通过模板诱导有机发光小分子定位沉积的方法构筑了大面积纳微米尺度的荧光图案.模板是以纳米压印技术构筑的聚合物微结构为阻挡层蒸镀金属,经Lift-off后形成的金属微结构.在模板表面,有机发光小分子与金属区域的结合能大于与裸硅片区域的结合能,因此,选择结构合适的模板可诱导有机发光小分子定位沉积.这种快速制备大面积荧光图案的...     

有机双光子线粒体内活性小分子荧光探针研究进展

线粒体在细胞的能量代谢中发挥着关键作用,其内部环境的微小变化会影响细胞的正常生命活动。同时线粒体内许多活性小分子在细胞的许多生理过程中也起着关键作用。因此,可视化监测线粒体自身及内部微环境的变化对于生命现象的研究和疾病的诊断与治疗具有非常重要的意义。荧光分析法因具有操作简便、灵敏度高、选择性好、实时检测以及损伤小等优点而得到了广泛的研究和应用。双光子荧光探针技术相对于单光子荧光技术具有长波吸收短波发射、高度的三维空间选择性、大的穿透深度、避免荧光漂白和光致毒以及降低组织自发荧光干扰等特点,在生命科学领域具有广阔的应用前景。该文介绍了有机双光子吸收基本原理以及有机双光子线粒体内活性小分子荧光探针的研究现状,同时对有机线粒体内活性小分子荧光探针今后的发展趋势进行了展望。     

微波合成在稀土荧光材料制备中的应用

利用微波合成的方法制备稀土荧光材料,研究了不同引发剂小分子的种类、加入量及微波辐照时间对微波反应的进行和材料荧光性能的影响。结果表明,在稀土荧光材料的制备中,微波合成的方法是一个很有发展前途的方法。     

席夫碱型有机小分子荧光探针的制备与表征——推荐一个综合化学实验

介绍一个综合型创新实验——有机小分子荧光探针的制备与表征。内容包括有机配体的合成及表征、荧光光谱的测试、金属离子的检测等。通过本实验的实践,既可以让学生更好地掌握无机、有机和分析化学相关专业知识,提升实验操作技能,又能让学生了解有机小分子荧光探针这一科研前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养科研能力。建议将本实验纳入本科高年级综合化学实验课。     

聚集诱导发光有机小分子无机纳米复合材料的研究进展

有机-无机复合荧光纳米材料制备简便,生物相容性好,成像性能优异,在化学和生物传感、生物成像、催化及能源材料等领域受到很多关注.传统的荧光有机小分子与无机材料复合时,常发生荧光猝灭,而聚集诱导发光(Aggregation-InducedEmission,AIE)有机小分子在聚集态具有高发光量子产率,为有机-无机复合荧光纳米材料的研究提供了机遇.由于AIE有机小分子功能化的无机纳米材料独特的优点,人们对其设计、合成及应用进行了较多研究.综述了AIE有机小分子和多种类型的无机纳米结构(金属纳米颗粒、钙钛矿材料、层状材料、氧化物、硫化物等)复合材料的制备和应用的新进展,特别是在化学和生物传感、生物成像、药物输运、光热治疗、催化以及能源等领域的应用,并对其发展前景进行了展望.     

用于铁离子检测的荧光传感材料研究进展

准确、定量检测Fe~(3+)对环境保护和人类健康具有重要意义。目前,荧光传感材料广泛应用于分子传感、气体传感、环境监测等诸多领域。为了实现环境监测领域Fe~(3+)的快速响应、高灵敏和高选择性检测,研究者大力开发了各种新型荧光传感材料,本文重点介绍了金属有机骨架(MOFs)、荧光量子点(QDs)、金属纳米簇、荧光小分子和荧光聚合物等各种新型荧光材料在Fe~(3+)检测中的应用;分析了目前荧光传感材料研究中存在的问题和局限性并对其发展方向进行了展望。     

Tb-MOFs在荧光检测方面的研究进展

镧系离子特殊的电子排布使镧系有机骨架材料（Ln-MOFs）具有独特的发光性质,通过骨架和不同客体分子间的相互作用,可实现对诸多物质的荧光检测。其中,以铽离子（Tb3+）为中心构筑的Tb-MOFs具有更优良的光学性能和更高的检测灵敏度,是一种极具潜力的高效荧光探针。本文以稀土Tb3+为主线,综述了近年来国内外Tb-MOFs材料在阴阳离子、有机小分子、生物分子荧光检测方面的研究进展,并对未来发展趋势进行了展望。     

细胞与活体中小分子荧光成像研究进展

本文根据检测活性小分子的类别,概要介绍了近年来分子荧光探针针对还原性活性小分子、氧化性活性小分子、金属离子以及p H的细胞与活体荧光成像研究进展。最后对细胞、活体内活性小分子荧光成像研究领域提出展望。引用文献75篇。     

溶液加工型自主体热活化延迟荧光材料的研究进展

十年来,作为第三代有机发光二极管(organic light-emitting diodes, OLED)发光材料的热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料备受学术界和产业界的广泛关注. TADF分子由于单重态与三重态之间的能级差较小,当受到环境热激活时,三重态激子可以通过反系间窜越转化为单重态,从理论上讲,可以实现100%的激子利用率.这一特性使得OLED器件外量子效率显著提高.溶液加工法具有成本低、方法简单、材料利用率高、可大面积生产等优势,是柔性及印刷OLED器件制备工艺的理想候选.具有良好的电荷传输能力的主体材料能有效降低激子密度和促进能量高效传递.利用自主体TADF材料制备的溶液加工型器件能有效平衡载流子传输和提升器件性能,同时在使用过程中可避免相分离,保持薄膜的均匀性和提高器件的稳定性.本综述总结了溶液加工型自主体TADF材料的研究进展.首先介绍了TADF材料的基本原理和研究意义,强调了溶液加工型自主体TADF材料在显示器件和照明器件等方面的应用潜力.然后详细讨论了溶液加工型自主体TADF材料的不同分...     

基于有机小分子的汞离子荧光探针研究进展

汞具有很强的生物毒性,会对人类的健康和环境造成极大危害.荧光探针具有高灵敏度、高选择性、可实时监测等优点,近年来在汞离子检测中广泛应用.由于小分子具有结构多样性、重复性好、易修饰、感应机制清晰等优点,目前许多检测汞离子的有机小分子荧光探针也已经被开发出来.根据探针与汞离子反应机制的不同,将其分为基于配位型反应和基于断键型反应两类,重点综述了近五年来用于检测汞离子的有机小分子荧光探针的研究进展.展望未来,利用特征性反应开发“Turn On”型的反应性探针,将是检测汞离子的有机小分子荧光探针研究中的重点方向.