基于硼-碳界面共价键的可见光响应型光致变色长余辉复合材料的制备与应用

本文推荐一种基于硼-碳键（B-C）的碳点/硼酸复合材料（CDs/BA），在可见光激发下呈现热激活延迟荧光（TADF）与室温磷光（RTP）混合的长余辉发射，绝对光致发光量子产率（PLQY）达30.35%，余辉持续时间超30秒。该材料具有激发依赖性和时间依赖性特性，为防伪技术提供了高安全性且便捷（可用手机或手电筒激发）的创新解决方案。

　　

Highlight

本研究通过硼酸基质嵌入碳点（CDs），实现了可见光激发的热激活延迟荧光（TADF，主导）与室温磷光（RTP）混合长余辉发射，并以手机或手电筒作为光源，成功应用于4D变色防伪（图1）。

Materials

玫瑰红（RB）和硼酸（BA）购自上海生物工程有限公司，N-(2-羟乙基)乙二胺（AEEA）购自上海阿拉丁生物技术有限公司。实验使用超纯水（电阻率≥18.25 MΩ·cm）。

Instruments

荧光、磷光及磷光寿命通过Cary Eclipse荧光分光光度计（安捷伦，美国）测定，紫外-可见光谱使用Lambda 35分光光度计（珀金埃尔默，美国）分析。

Characterization of CDs

以RB和AEEA为原料，通过一步水热法合成黄绿色发射的CDs，优化了RB与AEEA摩尔比（0.32）、反应温度（160°C）和时间（8小时）。CDs在BA基质中形成B-C键，锁定三重态基团（C=O），硼原子孤对电子降低ΔE_ST，增强自旋轨道耦合（SOC），促进反向系间窜跃（RISC）和系间窜跃（ISC），从而提升长余辉效率。

Conclusions

CDs/BA复合材料通过B-C键稳定三重态，结合硼原子调控能级，实现了高效长余辉发射（绝对PLQY达30.35%），为低成本、低毒性的可见光响应型防伪材料开发提供了新思路。