力致發(fā)光（Mechanoluminescence, ML），又稱(chēng)摩擦發(fā)光、斷裂發(fā)光或壓電發(fā)光，是指固體材料在機(jī)械外力作用下破裂或形變而產(chǎn)生發(fā)光，這是直接將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成光能的一種發(fā)光現(xiàn)象。與其它類(lèi)型的發(fā)光相比，力致發(fā)光不需要外加電壓或紫外光照射等激發(fā)源，其環(huán)境友好的激發(fā)方式使得力致發(fā)光材料在應(yīng)力傳感、壓光照明和加密防偽等領(lǐng)域具有重要的潛在應(yīng)用。2010年開(kāi)始，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院池振國(guó)教授研究團(tuán)隊(duì)在聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）材料的力致發(fā)光變色方面做了大量探索性的研究工作，發(fā)現(xiàn)了力致發(fā)光變色是絕大多數(shù)AIE材料的一個(gè)共性。該共性的發(fā)現(xiàn)，具有重要的學(xué)術(shù)意義，為解決力致發(fā)光變色材料稀少問(wèn)題及促進(jìn)該類(lèi)智能材料的應(yīng)用研究提供了一個(gè)切實(shí)可行的解決方案。
在上述研究基礎(chǔ)上，2015年，該研究團(tuán)隊(duì)又首次發(fā)現(xiàn)了聚集誘導(dǎo)熱激活延遲熒光（AIE-TADF）材料具有力致發(fā)光現(xiàn)象（Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 874-878），然后又發(fā)現(xiàn)了一些AIE分子具有力致發(fā)光性能，并對(duì)其產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了深入研究（Chem. Sci., 2015, 6, 3236-3241；Chem. Sci., 2016, 7, 5307-5312；Chem. Sci., 2018, 9, 5787-5794）。2017年，武漢大學(xué)李振教授團(tuán)隊(duì)與池振國(guó)教授團(tuán)隊(duì)合作，發(fā)現(xiàn)了一些純有機(jī)磷光材料具有力致發(fā)光現(xiàn)象，把力致發(fā)光拓展到有機(jī)磷光領(lǐng)域（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 15299-15303；Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 880-884）。2018年，池振國(guó)教授團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)了力致長(zhǎng)余輝發(fā)光現(xiàn)象（Chem. Sci., 2018, 9, 3782-3787），至此，純有機(jī)材料的力激發(fā)發(fā)射熒光、TADF、磷光或長(zhǎng)余輝等不同發(fā)光類(lèi)型的力致發(fā)光拼圖拼齊。2018年，池振國(guó)教授團(tuán)隊(duì)（Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 12727-12732）與青島科技大學(xué)楊文君教授團(tuán)隊(duì)（Chem. Commun., 2018, 54, 8206-8209）同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，將主體材料（具有力致發(fā)光性能）與不同客體發(fā)光材料（不具有力致發(fā)光性能）進(jìn)行復(fù)合，可以通過(guò)機(jī)械力激發(fā)不同發(fā)光顏色客體分子產(chǎn)生發(fā)光，從而把力致發(fā)光材料體系從純有機(jī)單組分進(jìn)一步拓展到復(fù)合體系，極大地豐富了有機(jī)力致發(fā)光材料體系。
近日，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院池振國(guó)教授研究團(tuán)隊(duì)提出利用一種更加簡(jiǎn)單的方法來(lái)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)力致發(fā)光復(fù)合材料體系的新設(shè)計(jì)策略。該策略設(shè)計(jì)的力致發(fā)光復(fù)合材料體系中，單獨(dú)的主體材料和客體材料都不具有力致發(fā)光性能，但是通過(guò)主客體復(fù)合得到的復(fù)合體系則具有力致發(fā)光性能，實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有的力致發(fā)光。同時(shí)，客體材料的選擇范圍非常廣，可以是純有機(jī)發(fā)光材料、配合物磷光材料，也可以是無(wú)機(jī)量子點(diǎn)發(fā)光材料等等。通過(guò)改變客體材料的種類(lèi)，非常容易調(diào)節(jié)力致發(fā)光的發(fā)光顏色、亮度、色純度以及發(fā)光壽命等性能，極大地豐富了力致發(fā)光材料的研究?jī)?nèi)涵。結(jié)合光物理測(cè)試和理論計(jì)算，深入探究這類(lèi)新型力致發(fā)光復(fù)合體系的激發(fā)過(guò)程和發(fā)射過(guò)程，并揭示了復(fù)合體系力致發(fā)光的激活機(jī)制是源于壓電效應(yīng)和主客體分子的能量轉(zhuǎn)移。
上述研究結(jié)果發(fā)表于A(yíng)ngewandte Chemie International Edition，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院為第一完成單位。（Wenlang Li, Qiuyi Huang, Zhan Yang, Xiaoyue Zhang, Dongyu Ma, Juan Zhao, Chao Xu, Zhu Mao, Yi Zhang, Zhenguo Chi. Activating versatile mechanoluminescence in organic host‐guest crystals by controlling exciton transfer. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202010166）。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202010166
