突破！我院青年教師方兵、戴玉華教授聯(lián)合北京化工大學(xué)尹梅貞教授在Nature子刊發(fā)表重要研究成果
在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助下，我校新材料與化工學(xué)院聚合物功能材料團(tuán)隊(duì)青年教師方兵與教授戴玉華，在光固化室溫磷光領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展。相關(guān)研究成果以《Proton transfer regulated photocured robust room temperature phosphorescence from naphthalimide》為題，發(fā)表在國(guó)際知名期刊Nature Communications (2026), https://doi.org/10.1038/s41467-026-70999-8 (SCI 一區(qū)TOP，IF=15.7)。此次成果是我校首次以第一完成單位在該期刊發(fā)表研究成果。方兵、戴玉華與北京化工大學(xué)教授尹梅貞為論文共同通訊作者，我校2023級(jí)材料科學(xué)與工程碩士研究生王愛(ài)成擔(dān)任第一作者。
室溫磷光材料在停止光照后仍可持續(xù)發(fā)光，相較于普通熒光材料，其發(fā)光壽命更長(zhǎng)、信噪比更高，在防偽、信息存儲(chǔ)、生物成像等領(lǐng)域具有不可替代的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。但傳統(tǒng)室溫磷光材料存在明顯短板：無(wú)機(jī)磷光材料毒性較高、制備工藝復(fù)雜；有機(jī)磷光材料雖靈活性更強(qiáng)，卻存在發(fā)光效率低、余暉時(shí)間短的問(wèn)題，尤其光固化型有機(jī)磷光材料，需同時(shí)添加磷光基團(tuán)與光引發(fā)劑，不僅體系復(fù)雜，還易出現(xiàn)磷光被抑制的現(xiàn)象。
針對(duì)上述技術(shù)難題，我院聚合物功能材料團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)出一種“一身兼兩職”的核心分子——萘酰亞胺衍生物。該分子兼具“磷光單元”與光固化“引發(fā)劑”雙重功能，在紫外光照射下，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)關(guān)鍵過(guò)程：一方面產(chǎn)生自由基，促使丙烯酸、丙烯酰胺聚合形成堅(jiān)固的高分子基質(zhì)；另一方面自身被牢牢固定在基質(zhì)中，構(gòu)建穩(wěn)定的發(fā)光結(jié)構(gòu)。
同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子轉(zhuǎn)移氫鍵的調(diào)控機(jī)制：材料中的羧基與萘酰亞胺分子中叔胺的孤對(duì)電子結(jié)合，形成特殊氫鍵網(wǎng)絡(luò)。這一結(jié)合不僅有效減少發(fā)光過(guò)程中的能量損耗，提升發(fā)光效率，還增強(qiáng)了分子間相互作用，使材料磷光壽命達(dá)到389.58毫秒，磷光量子產(chǎn)率高達(dá)17.83%。該材料穩(wěn)定性?xún)?yōu)異，在水中浸泡3個(gè)多小時(shí)仍能保持明顯黃色余暉，在正己烷、酒精等多種有機(jī)溶劑中浸泡45天，發(fā)光效果幾乎無(wú)影響。
此外，該材料具備可調(diào)諧變色發(fā)光特性。通過(guò)添加不同用量的羅丹明B，利用磷光共振能量轉(zhuǎn)移原理，可使材料余輝顏色從黃色逐步連續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色；結(jié)合光固化技術(shù)，可輕松制備雙色三維發(fā)光材料，還可制成磷光油墨，在玻璃、塑料等不同基底上光刻出精細(xì)的二維碼、校徽等圖案，為高端防偽、信息加密等領(lǐng)域提供了全新材料解決方案。
此次研究成果的發(fā)表，彰顯了我校在光固化室溫磷光領(lǐng)域的科研創(chuàng)新實(shí)力，是新材料與化工學(xué)院深耕學(xué)科前沿、推進(jìn)教育教學(xué)與科研融合的重要成果，也體現(xiàn)了我校研究生培養(yǎng)的良好成效。未來(lái)，學(xué)院將持續(xù)支持科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展前沿探索，推動(dòng)科研成果轉(zhuǎn)化，為學(xué)校高質(zhì)量發(fā)展和國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)步貢獻(xiàn)力量。
作者：方兵 / 編輯：王莉鑫 審核：李林琳 來(lái)源：新材料與化工學(xué)院
