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  聚合反應作為合成高分子材料的基石，其創新方法常為聚合物賦予獨特性能。常州大學楊宏軍與華南理工大學張廣照教授長期深耕陰離子雜化共聚反應研究，取得了一系列重要進展(Macromolecules 2012, 45, 3312; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 14539; Macromolecules2023, 56, 5854；Macromolecules2024, 57, 4793；Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202414244；Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e2025102207)。

  通常情況下，由于酰胺基團中氮原子親核性較低，其與異氰酸酯的反應難以發生。然而，最近他們發現，二月桂酸二丁基錫（DBTDL）可有效催化酰胺與異氰酸酯在80℃下反應，生成酰脲結構。基于這一反應，他們與北京師范大學王考進合作，成功設計并合成了一種新型含酰脲基團的多重氫鍵磷光體，并將其應用于制備功能化聚氨酯熱塑性彈性體 (圖1)。

圖1 室溫磷光彈性體的制備。

  他們的研究表明，所得室溫磷光彈性體展現出卓越的綜合性能：其絕對量子產率和磷光壽命分別高達72.1% 和 1079 ms (圖2)。該材料同時具備優異的力學性能，拉伸強度達58.3 MPa，斷裂伸長率高達1160%，韌性達到299.9 MJ/m3。尤為引人注目的是，即使經歷1100% 的極端應變或100次“拉伸-回縮”多次循環后，材料的發光性能仍基本保持不變 (圖3)。此外，該材料在持續紫外光照下表現出可激活的余輝現象，這歸因于體系內三線態氧 (3O?)的消耗。這一特性為動態調控材料發光提供了新途徑，也使其在信息加密與數據存儲等領域展現出巨大應用潛力。

圖2. 室溫磷光彈性體的發光性能。

圖3. 室溫磷光彈性體的力學性能。

  這種室溫磷光彈性體的高性能源于其獨特的微相分離結構及其中形成的多重氫鍵硬相。研究團隊結合傅里葉變換紅外光譜（FTIR）與小角X射線散射（SAXS）等表征技術證實，酰脲基團的引入有效促進了多重氫鍵網絡的形成和微相分離結構的完善（圖4）。這種結構不僅顯著增強了材料的力學性能，同時也為磷光基團提供了理想的剛性發光微環境。密度泛函理論（TDDFT）計算進一步揭示了酰脲基團的發光機制，證明氫鍵網絡對其發光性能起了關鍵提升作用。

圖4. 室溫磷光彈性體的性能機理探究。

  鑒于其優異的磷光性能和卓越的力學性能，這種室溫磷光彈性體材料有望在柔性電子、信息加密和數據存儲方面實現應用（圖5）。

圖5. 室溫磷光彈性體的應用探索。

  該工作以催化活化酰胺-異氰酸酯反應為基礎，開發了一種新型磷光體，并成功應用于高性能室溫磷光彈性體的制備。該材料有效克服了傳統室溫磷光材料韌性不足的瓶頸，為發展兼具優異發光性能和機械性能的室溫磷光彈性體提供了新思路。相關研究成果以“Room-Temperature Phosphorescent Elastomer with High Luminescent and Mechanical Performances Enabled by Multiple Hydrogen Bonding”為題，在線發表于Advanced Materials。

  論文信息：

  Room-Temperature Phosphorescent Elastomer with High Luminescent and Mechanical Performances Enabled by Multiple Hydrogen Bonding

  Yongkang Zuo, Hongjun Yang*, Yongfa Shan, Jikai Zhang, Zihan Li, Wenyan Huang, Kaojin Wang*, Guangzhao Zhang*

  原文鏈接: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202505667