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北林彭鋒教授團隊《Prog. Mater. Sci.》綜述：天然多糖基室溫磷光材料

2024-09-15 來源：高分子科技

有機室溫磷光材料在傳感、光電器件、生物成像、信息加密和防偽等領域具有廣闊的應用前景。然而，傳統有機室溫磷光材料面臨合成復雜、成本高、加工性能及顏色可調性差、缺乏可再生性及污染環境等一系列問題。以天然多糖為原料制備室溫磷光材料可有效解決上述問題，同時可為天然多糖的高值化利用開辟新途徑。

近年來，北京林業大學彭鋒教授團隊一直致力于天然多糖室溫磷光材料的研究（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 1294-1304; Adv. Mater. 2024; 36, 2402666; Adv. Mater. 2023, 35, 2305126; Adv. Funct. Mater. 2024; 2403977; Cell Rep. Phys. Sci. 2022, 3, 101015; Small 2024, 20, 2309131; Chem. Eng. J. 2023, 451, 138923; ACS Sustain. Chem. Eng. 2024, 12, 916-924）。基于以上研究基礎，近期，該團隊在《Progress in Materials Science》上發表了題為“Natural polysaccharide-based room-temperature phosphorescence materials: Designs, properties, and applications”的綜述性論文。文章從設計原理、發光機制、先進的發光特性和潛在應用等方面對近年來天然多糖基室溫磷光材料的研究進展進行了詳細的綜述和討論（圖1）。

圖1 天然多糖基室溫磷光材料的設計策略與應用

文章首先介紹了天然多糖室溫磷光材料的發展歷程（圖2），然后從天然多糖作為磷光發射源（圖3）、剛性基質（圖4）、碳點前驅體（圖5）的角度詳細闡述了天然多糖轉化為室溫磷光材料的設計策略。隨后，重點介紹了具有激發波長依賴性、時間依賴性變色磷光，刺激響應性磷光，高穩定性磷光以及圓偏振磷光等特殊磷光屬性的天然多糖基室溫磷光材料體系，并討論了其內在的結構-性能關系（圖6）。此外，詳細總結了天然多糖基室溫磷光材料在防偽、傳感、余輝顯示、成像等方面的重要應用（圖7）。最后，對研究現狀進行了總結，討論了領域中存在的一些挑戰，并對未來的發展方向進行了展望。該論文旨在推進綠色、環保型有機室溫磷光材料的發展，同時為天然多糖的高值化利用提供新思路。