通过缩醛化与氢键作用的协同效应实现动态磷光现象和实时温度可视化

《Laser & Photonics Reviews》：Dynamic Phosphorescence and Real-Time Temperature Visualization via Synergy of Acetalization and Hydrogen Bonding

有机磷光材料在智能传感中的应用面临温度响应光谱红移挑战。本文通过vanillin-HEC薄膜的氢键与乙酰化协同效应，实现了77-334 K宽温域（14.0 nm红移）磷光光谱调控，揭示了氢键抑制非辐射衰变、乙酰化协同效应引起电子跃迁能量变化的作用机制。分子工程研究表明，取代基类型和矩阵支链长度可调控氢键能，导致4.6-19.6 nm可调红移，PVA改性HEC增强了材料刚性，拓展了温度响应范围。该成果为大面积非接触式温度可视化提供了新策略。

　　

摘要

有机荧光材料在智能传感领域展现出潜力。然而，开发出能够通过荧光峰位移响应温度变化的荧光材料仍然具有挑战性。本文基于可逆缩醛化作用与氢键之间的协同效应，制备了添加了香兰素的纤维素薄膜（vanillin/HEC），该薄膜在77至180 K的温度范围内，其荧光光谱出现了14.0纳米的红移。表征结果表明，氢键有效地抑制了非辐射衰减，并降低了香兰素的T₁能级。随着温度的升高，香兰素与HEC之间的缩醛化程度增加，荧光光谱的红移从476纳米增加到了490纳米。在研究影响动态性能的因素时，分子工程发现香兰素上的富电子取代基增强了醛基的电子密度，从而抑制了缩醛化反应并减弱了动态响应。此外，通过调整基体的支链长度或取代基类型，改变了香兰素与材料的结合能，导致荧光光谱的红移范围在4.6至19.6纳米之间变化。另外，用PVA改性HEC提高了香兰素/HEC的刚性，使其温度响应范围从极低温度（77 K）扩展到了高温（334 K）。值得注意的是，香兰素/HEC成功实现了温度分布的可视化。这项工作为先进的大面积非接触式可视化技术提供了一种有效的方法。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。