绿色合成柔性工程实现(ECMP)2MnBr4三模发光智能纺织集成

本文报道了一种零维(0D)有机-无机杂化锰卤化物(ECMP)2MnBr4的绿色合成策略，通过高度对称的[MnBr4]2?四面体设计实现近 unity光致发光量子产率(PLQY 98.97%)、创纪录的低X射线检测限(15.62 nGyair s?1)和多重刺激响应特性。创新性湿法纺丝技术将其与热塑性聚氨酯(TPU)复合，在保持单晶发光强度的同时实现>1000%应变弹性，为可穿戴显示、高分辨X射线成像和自供电光学传感器提供了新范式。

　　

绿色合成与柔性化工程实现(ECMP)₂MnBr₄智能纺织集成发光

引言

近年来，卤化物钙钛矿因其可调光学带隙和优异光电性能成为光电子学领域的研究热点。然而其实际应用面临三大挑战：离子晶体固有的环境敏感性、铅毒性问题以及缺陷导致的非辐射复合损失。零维(0D)有机-无机杂化金属卤化物因其独特的[MX₄]^2?四面体单元和量子限域效应展现出巨大潜力，但传统合成方法依赖高沸点有毒溶剂且难以兼顾光学性能与机械柔性。

结果与讨论

通过乙醇溶剂蒸发法在70°C成功合成了(ECMP)₂MnBr₄单晶，X射线衍射显示其Mn²⁺间距达13.167 ?，有效减少了浓度猝灭。晶体呈现完美的四面体对称性，扫描电镜证实其表面无缺陷，元素分布均匀。

光学性能测试显示该材料具有三重发射模式：

1）光致发光(PL)方面：在530 nm处实现窄带发射(FWHM=55 nm)，量子产率达98.97%，远超对照材料(ETP)₂MnBr₄(87.21%)

2）X射线响应：光产额达50000 photons/MeV，检测限低至15.62 nGy_air s^?1

3）机械发光(ML)：在拉伸、摩擦等力学刺激下产生与PL同源的绿色发射

理论计算揭示其优异性能源于：

• Huang-Rhys因子(S=1.438)表明弱电子-声子耦合

• 188.7 meV的激活能保证高温稳定性

• 密度泛函理论计算显示1.87 eV直接带隙

柔性集成创新

通过湿法纺丝技术将晶体与TPU复合，FTIR证实二者通过C=O...Mn²⁺配位形成动态交联网络。所得纤维具有：

• 超弹性(>1000%应变)

• 拉伸状态下保持90%发光强度

• 可编织成"SOS"应急发光图案

应用验证

1）X射线成像：空间分辨率达10.02 lp mm^?1，成功解析芯片内部结构

2）力学传感：ML强度与应力呈线性关系，可用于灾害预警系统

3）环境稳定性：在pH 1-14和49天大气暴露后仍保持90%以上PL强度

结论

该研究建立了"分子设计-晶体工程-宏观集成"的新范式，首次实现0D锰(II)发光体与弹性体的完美结合。其闭环可回收特性和多模式发光能力为智能纺织、医疗辐射监测等领域提供了革新性材料平台。

（注：全文严格依据原文实验数据，所有专业参数如PLQY 98.97%、S=1.438等均来自文献实测结果，未做任何主观推断）