聚合物网络工程实现有机透明柔性薄膜的白光发射：一种非染料中心策略

这篇综述创新性地提出通过调控聚合物基质（如HEMA/PEGDMA网络）的组成来精确调控双染料（吡啶盐1/吡喃鎓2）的空间排列与相互作用，从而实现高效白光发射（WLE）。该策略突破了传统染料中心设计的局限，制备出具有高透明度（90%）、柔性且量子产率达0.51的薄膜材料，为下一代光电平台（如可穿戴光源）提供了新思路。

　　

白光发射材料的研究突破：聚合物基质驱动的光学调控

1 引言

白光发射（WLE）材料在照明技术和柔性显示领域具有重要应用价值。传统方法主要通过修饰荧光染料来平衡发射光谱，但染料光物理性质的精确调控存在挑战。近期研究开始关注基质材料的作用，例如金属有机框架（MOF）和二氧化硅纳米颗粒等无机载体。然而，兼具高透明度、柔性和高效WLE的纯有机材料仍属罕见。

2 结果与讨论

研究团队设计了一种基于丙烯酸聚合物网络的创新体系，采用2-羟乙基甲基丙烯酸酯（HEMA）和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯（PEGDMA）作为基质，嵌入吡啶鎓盐1（蓝光发射）和吡喃鎓衍生物2（黄光发射）两种染料。通过系统调整单体与交联剂比例，构建了从强疏水性到强亲水性的六个系列共36种材料。

关键发现：

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  亲水系列（含HEMA）表现出独特的双发射特征，其中F5样品（HEMA:PEGDMA=75:25，染料比例96:4）实现了理想白光发射，CIE坐标（0.30,0.33），量子产率达0.51

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  时间分辨荧光显示F5中存在不完全的F?rster共振能量转移（FRET），转移效率仅约4%，确保双染料协同发光

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  薄膜透光率超过90%（400-800nm），厚度约180μm，兼具优异机械柔性和背照光兼容性

3 结论

该研究颠覆了传统WLE材料的开发范式，证明通过精确调控聚合物网络（而非染料结构）即可实现光学性能的定向设计。亲水性单体HEMA与交联剂PEGDMA的组合创造了独特的纳米环境，使双染料产生部分能量转移的同时保持各自发射特性。这种"基质工程"策略为开发新一代柔性光电器件提供了普适性方法。

4 实验方法

材料合成采用热引发自由基聚合：

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  染料1通过三芳基吡喃鎓前体与正丙胺缩合制备

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  染料2由4-甲氧基苯甲醛与6-甲氧基-1-四氢萘酮缩合获得

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  聚合物薄膜以AIBN为引发剂，通过调整HEMA/EMA与EGDMA/HexDMA/PEGDMA比例构建不同亲疏水性网络

  光学表征采用TCSPC技术（时间相关单光子计数）和绝对量子产率测试系统

这项研究不仅解决了有机WLE材料透明度与柔性的兼容难题，更开创了通过基质工程调控发光行为的新研究方向，在生物相容性柔性电子、可穿戴传感等领域具有广阔应用前景。