近日,材料科学与技术学院彭锋教授课题组在纤维素基室温磷光(RTP)材料研究领域取得新进展,研究论文以“Facile preparation of full-color tunable room temperature phosphorescence cellulose via click chemistry”为题发表于材料领域一区Top期刊《Small》(IF="13.3),并入选《Angew. Chem. Int. Ed.》最新一期的点击化学热点话题文章(Hot Topic: Click Chemistry)。
基于点击化学快速制备全色可调的室温磷光纤维素
《Angew. Chem. Int. Ed.》点击化学热点话题
有机RTP材料由于其低毒性、灵活的结构修饰优势以及在生物成像、传感、防伪加密等方面的广泛应用,在最近几年成为研究热点。然而,大部分有机RTP材料通过复杂耗时的化学合成路线制备,伴随着使用有毒、昂贵的有机溶剂和不可降解的石油基聚合物。纤维素是自然界中最丰富的可再生和可降解聚合物,是替代石油基聚合物构建有机RTP材料的理想基质。然而,纤维素不溶于常见的溶剂,且其C2和C3位置羟基反应活性低,严重制约了纤维素RTP材料的发展。针对上述问题,材料学院彭锋课题组开发了一种快速制备RTP纤维素的环保新策略,先通过定向氧化还原方法重构纤维素,利用重构的环外伯羟基纤维素优异的水溶性和高羟基反应活性,通过硼-氧点击化学以纯水为溶剂在1分钟内与不同共轭程度的芳基硼酸发色团共价反应,制备了全色可调的RTP纤维素。共价键和氢键所提供的双重刚性环境可以高效限制发色团运动,稳定三线态激子,使RTP纤维素展现出超长磷光寿命(2.67 s)、高磷光量子产率(9.37%)和高绝对余辉亮度(348 mcd m−2)。RTP纤维素可应用于无毒的防伪加密RTP油墨、延迟照明和余辉显示等领域。该工作为制备颜色可调的长寿命RTP材料提供了环保新思路,同时,以纯水为溶剂的简单制备工艺使该策略具有良好的应用前景。
材料学院博士研究生高倩为该论文第一作者,青年教师吕保中和彭锋教授为共同通讯作者,北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室为第一完成单位。本研究得到了国家杰出青年科学基金(32225034)、中央高校基本科研业务费专项资金资助(QNTD202302, BLX202131)等项目的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202309131
热点话题链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/toc/10.1002/(ISSN)1521-3773.hottopic-clickchemistry