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  聚合物發光材料因具有低毒、力學性能好和易加工等優點，已被廣泛應用于化學傳感、光電顯示和生物醫學等領域。然而，傳統熒光聚合物的發光性質主要來源于側基或主鏈上大的共軛結構單元，這些基團的存在不僅對材料的生物相容性和理化性質具有影響，還會導致聚集誘導淬滅(ACQ)效應。近年來，非共軛熒光聚合物因其出色的生物相容性、環境友好性和固有的聚合物特性得到了越來越多的關注。這類發光材料通常含有豐富的雜原子或不飽和雙鍵結構，并且表現出聚集誘導發光(AIE)特性。然而，如何簡單高效地實現非共軛熒光聚合物的室溫磷光（RTP）發射仍是一大挑戰。

  近日，北京化工大學鄧建平/趙彪團隊通過簡單的水解處理，實現了生物基非共軛聚合物的超長RTP發射。作者以生物基甲基異丁香酚和馬來酸酐為共聚單體，通過自由基溶液共聚合成了生物基聚合物（圖1）。值得注意的是，所制備的聚合物雖然不攜帶傳統的發光單元，但可以發射藍色熒光，同時表現出顯著的AIE性能。更有趣的是，在氫氧化鈉水溶液中水解后，水解產物的熒光性能發生了明顯的增強，量子產率由3.7%增大到10.4%。當關掉紫外燈后，可以明顯地觀察到產物的超長余暉現象，室溫磷光壽命可以達到401ms（圖2）。另外，作者發現羧酸根連接的金屬離子種類對水解產物的磷光性能具有顯著影響。詳細的結構與光學性能表征顯示，聚合物的熒光/磷光性能來源于簇發光機制。

圖1. 生物基非傳統熒光聚合物的合成

圖2. 水解產物的磷光性能

  為進一步研究共聚物的磷光發射過程，作者隨后合成了系列具有不同側基的生物基聚合物及其水解產物，并詳細研究了其發光性能（圖3）。實驗結果表明，苯環上取代基的種類對產物是否具有磷光性能至關重要，推電子基團甲氧基的存在更有利于產物的磷光產生。同時，共聚物的室溫磷光性能具有明顯的濕度敏感性，可以通過吸水與除水處理實現磷光的“開關”響應。基于這一現象，作者探究了水解共聚物在信息加密和防偽領域的應用潛力。本研究為設計和構建生物基RTP材料提供了一種新策略。

圖3. 共聚物熒光和磷光性能的影響因素

  以上研究以“Hydrolyzation-Triggered Ultralong Room-Temperature Phosphorescence in Biobased Nonconjugated Polymers”為題, 在線發表在ACS Appl. Mater. Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.1c19504)上。論文第一作者為北京化工大學趙彪副教授，通訊作者為鄧建平教授。該工作得到國家自然科學基金等經費的資助。

  文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.1c19504