科学家利用有机材料产生夜光，性能提高10倍

夜光材料在日常生活中会应用于应急标志、手表和油漆。这种实用的特性推动了一个价值约4亿美元的全球市场。但是，按照目前的技术，需要无机晶体来产生夜光，以达到高水平的性能，同时还需要稀土金属和超过1000摄氏度的温度条件。

近日，来自日本冲绳科技大学研究生院（OIST）和九州大学（Kyushu University）的研究人员开发了一种通过有机材料来产生夜光的方法，且这种有机材料很容易获取。

研究人员表示，有机材料不仅比无机材料更容易获得和使用，而且它们也是可溶的，这可能有助于夜光物体的使用变得多样化，因为这种特性可以添加到油墨、薄膜和纺织品中。另一个重要的应用是它们在生物成像方面的潜在用途，这可能为健康科学带来好处。

早在2017年，研究人员首次表明，两种有机材料可以创造出夜光效果，这是一个巨大的成功。但是，与无机品种相比，其性能几乎弱了100倍。

以往的研究中，研究人员必须使用紫外线来产生发射，必须进入一个黑暗的房间才能看到光线，而且不能将样品暴露在氧气中。

现在，研究人员使用三种有机材料，并改变所使用的分子，他们得到了一个更好的结果，比以往的效率提高了10倍。

研究工作中，展示的是一个创造夜光效应的四阶段过程——电荷转移、分离、重组，以及最后的发射。在分子内，电子依偎在空穴中。该过程的一个重要部分是将电子与空穴分离。当两者重新聚集在一起时，就会产生光亮。

在这项新研究中，研究人员以不同的方式做了几件事。首先，他们使用的分子确保了移动的是空穴而不是电子。这种空穴扩散系统减少了分子与空气反应的概率，因此确保了样品在暴露于氧气时也能发光。

其次，研究人员加入了第三个组件——空穴捕集器，它使电子和空穴分离的时间更长，允许更多的空穴建立起来，并增加由此产生的发射期。最后，他们使用的是需要较少的能量来处理的不同步骤之间移动的分子，从而确保整个过程用了较少的能量，并允许在可见光下产生排放，而不仅仅是紫外线。

研究人员表示非常兴奋，通过调整方法，成功地将有机分子的性能提高到以往的10倍。下一步研究将继续努力调整，直到有机材料与无机晶体产生的性能可相媲美。

题为Organic long-persistent luminescence stimulated by visible light in p-type systems based on organic photoredox catalyst dopants的相关研究论文发表在《自然-材料》杂志上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

本文来源前瞻网，转载请注明来源。本文内容仅代表作者个人观点，本站只提供参考并不构成任何投资及应用建议。（若存在内容、版权或其它问题，请联系：service@qianzhan.com）