具有圆偏振特性的有机长余辉材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有圆偏振特性的有机长余辉材料及其制备方法和应用，有机长余辉材料的制备方法，包括：将主体材料和客体材料混合均匀，得到固体粉末，将固体粉末加热熔化，自然冷却至室温，析出白色晶体为有机长余辉材料，本发明专利技术的有机长余辉材料余辉时间在有水有氧且室温条件下可以达到5s，经聚合物增强后，余辉时间可以达到10s,时间的提高、条件温和不苛刻，将非常有益于有机晶态LPL材料的在各种场景的应用。将有机长余辉材料用于信息加密和防伪时，余辉和圆偏振光以及温度响应多重维度的加密防伪，极大的提高了信息安全水平。极大的提高了信息安全水平。极大的提高了信息安全水平。

【技术实现步骤摘要】
具有圆偏振特性的有机长余辉材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机长余辉材料
，具体来说涉及一种具有圆偏振特性的有机长余辉材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]有机长余辉(long
‑
persistent luminescence,LPL)材料因其制备过程“绿色”、发光易控制、环境友好等特点，在环境条件下具有光激发后长持续发光特性的材料的研究与开发日益增多。与无机长余辉材料相比，这种有机材料具有方便且可逐渐调节的发射寿命和波长和刺激响应的发射特性，在信息加密、防伪、生物传感和生物成像等应用领域具有独特的优势。
[0003]一般来说，纯有机化合物或配合物的持续磷光效应可以通过精确控制系统间交叉(ISC)常数和非辐射衰减来诱导。结晶诱导、超分子组装、H
‑
聚集、主客体掺杂、聚合等增强磷光性能的方法可以在环境条件下有效稳定三元激子，实现高性能的持续磷光效应。特别是利用分子间的相互作用，如主体和客体间的电荷或能量的光诱导转移来抑制非辐射衰变，小分子有机材料在寄主基质中掺杂磷光客体可以释放突出的持久性RTP发射。然而，由于三重态激子容易被氧气或其他非辐射失活路径猝灭，目前纯有机磷光材料的发光性能仍然有待提高。且晶体材料通常重复性和加工性较差，极大地限制了有机室温磷光材料的广泛应用。在掺杂材料中引入刚性聚合物基质是另一种被广泛探索的可以有效抑制分子振动从而高效获得长余辉发射的方法。
[0004]此外，圆偏振磷光发光(circularly polarized luminescence,CPL)因其优异的光学灵敏度、空间分辨率和手性特性而备受关注，其发光机制主要基于荧光或热激活的延迟荧光而不是持久室温磷光(room
‑
temperature phosphorescence,RTP)性质。目前，无机长余辉材料无法实现CPL特性，因此，实现具有CPL特性的有机长余辉发射被认为是一种新兴的发光类型，这将有效拓展此类有机长余辉材料的应用场景。然而，由于缺乏明确的发光机制，使得具有CPL特性的有机长余辉发射策略的研究仍然非常少。随着几种有机主客体掺杂体系或具有室温圆偏振长余辉(circularly polarized long
‑
persistent luminescence,CPLPL)的聚合物体系的发展，需要寻找更高效的发光机制来实现这种CPLPL的发射。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种主客体诱导的具有圆偏振特性的有机长余辉材料的制备方法，该制备方法客体材料基于轴手性联芳环及其衍生物，该制备方法简单，原料廉价易得，条件温和且不需要高温高压等苛刻条件。
[0006]本专利技术的另一目的是提供上述制备方法获得的具有圆偏振特性的有机长余辉材料。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种制备薄膜的方法，该方法通过引入刚性的聚合物并
加热至聚合物玻璃化温度以上增强有机长余辉材料的发光性能。
[0008]本专利技术的另一目的是提供上述有机长余辉材料在表达摩斯电码中的应用。
[0009]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0010]一种具有圆偏振特性的有机长余辉材料的制备方法，包括：将主体材料和客体材料混合均匀，得到固体粉末，将固体粉末加热熔化，自然冷却至室温，析出白色晶体为有机长余辉材料，其中，按物质的量份数，所述客体材料和主体材料的比为(3～5):(100～1000)，所述客体材料为环a和环b分别与各自所键合的2个成环碳原子一起形成原子数3以上的环结构，所述环a和环b的原子各为碳原子、氮原子、硅原子、氧原子和/或硫原子，R1＝NH2、OH、CN、P
‑
Ph2、
‑
OCH2‑
CH＝CH2或CH＝CH(C6H5)；R2＝NH2、OH、CN、P
‑
Ph2、OCH3或CH＝CH(C6H5)；
[0011]所述主体材料为所述主体材料为其中，X1＝H、NH2、OH、
‑
CH3或
‑
COOH。
[0012]在上述技术方案中，所述客体材料为R构型或S构型。
[0013]在上述技术方案中，加热熔化的温度为50～100℃，加热熔化的时间为3～5min。
[0014]在上述技术方案中，所述R1和R2的结构相同。
[0015]一种制备薄膜的方法，包括：将有机长余辉材料、聚合物和二氯甲烷混合，在室温条件下搅拌至少5min，得到浆料，将所述浆料涂覆在基板上，T℃加热3～5min，自然冷却至室温，在基板上得到薄膜，其中，T大于等于聚合物玻璃化温度，T＝100～200，所述聚合物为PVP、PMMA、PVA、PAM、聚乳酸、聚左旋乳酸、聚右旋乳酸、聚L
‑
赖氨酸或聚D
‑
赖氨酸，按质量份数计，所述有机长余辉材料和聚合物的比为1:(2～10)。
[0016]在上述技术方案中，所述涂覆的方法为丝网印刷或者滴涂。
[0017]在上述技术方案中，所述基板为玻璃片或者纸。
[0018]在上述技术方案中，按质量分数计，所述有机长余辉材料的质量份数和所述二氯甲烷的体积份数的比为1:(20～100)，所述质量份数的单位为g，所述体积份数的单位为mL。
[0019]上述有机长余辉材料在表达摩斯电码中的应用。
[0020]在上述技术方案中，有机长余辉材料表达摩斯电码的方法包括：
[0021]将需要表达的意思转换成摩斯电码，将摩斯电码中点dot(.)和划dash(
‑
)分别赋予R构型和S构型的含义，进而获得需要表达的意思的R构型和S构型的特定排列顺序；
[0022]采用有机长余辉材料制备薄膜，将采用R构型的客体材料的薄膜和S构型的客体材料的薄膜按照特定排列顺序进行排列；
[0023]在翻译摩斯电码时，通过测试薄膜的圆偏振发光光谱，确定R构型和S构型的特定排列顺序，从而获得点dot(.)和划dash(
‑
)的顺序。
[0024]本专利技术的有益效果如下：
[0025]1、本专利技术有机长余辉材料在室温有水有氧环境下具有较好的余辉发光性能，其长余辉性能在有机长余辉材料中较好，目前现有的有机长余辉材料的余辉时间绝大部分小于2s，且必须为无水无氧条件下。而本专利技术的有机长余辉材料余辉时间在有水有氧且室温条件下可以达到5s，经聚合物增强后，余辉时间可以达到10s,时间的提高、条件温和不苛刻，将非常有益于有机晶态LPL材料的在各种场景的应用。
[0026]2、将有机长余辉材料用于信息加密和防伪时，余辉和圆偏振光以及温度响应多重维度的加密防伪，极大的提高了信息安全水平。
附图说明
[0027]图1为(a)实施例1
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R所得有机长余辉材料的光学显微镜(从左至右为激发时、关闭紫外灯后2s时和关闭紫外灯后5s时)、(b)由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有圆偏振特性的有机长余辉材料的制备方法，其特征在于，包括：将主体材料和客体材料混合均匀，得到固体粉末，将固体粉末加热熔化，自然冷却至室温，析出白色晶体为有机长余辉材料，其中，按物质的量份数，所述客体材料和主体材料的比为(3～5):(100～1000)，所述客体材料为环a和环b分别与各自所键合的2个成环碳原子一起形成原子数3以上的环结构，所述环a和环b的原子各为碳原子、氮原子、硅原子、氧原子和/或硫原子，R1＝NH2、OH、CN、P
‑
Ph2、
‑
OCH2‑
CH＝CH2或CH＝CH(C6H5)；R2＝NH2、OH、CN、P
‑
Ph2、OCH3或CH＝CH(C6H5)；所述主体材料为所述主体材料为其中，X1＝H、NH2、OH、
‑
CH3或
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COOH。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述客体材料为R构型或S构型。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，加热熔化的温度为50～100℃，加热熔化的时间为3～5min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述R1和R2的结构相同。5.一种制备薄膜的方法，其特征在于，包括：将权利要求1所述有机长余辉材料、聚合物和二氯甲烷混合，在室温条件下搅拌至少5min，得到浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪天洋，王勇，胡文平，冯文慧，汪田田，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：