新材料 Science A，吉林大学 高压空间位阻工程突破，COFs荧光量子产率飙升至91.5%

来自 实验室仪器网

吉林大学杨新一教授、邹勃教授与方千荣教授联合科研团队在《Science Advances》发表重要成果，创新性采用高压驱动空间位阻工程，实现芘基亚胺共价有机框架（COFs）材料的超强荧光增强与常压截获，将Py‑Da‑4CH₃‑COF的荧光量子产率从14.7%大幅提升至91.5%，刷新该类材料发光效率纪录，为高性能光功能材料设计开辟全新路径。

共价有机框架材料（COFs）具备有序π共轭结构，是显示、生物成像、化学传感等领域的理想发光材料，但受π‑π堆积与分子内振动等非辐射跃迁影响，极易发生荧光猝灭，难以在常压下稳定保留高压诱导的高效发光相，成为领域核心瓶颈。

研究团队设计了含不同甲基数量的系列COFs材料，通过高压调控与分子空间位阻协同作用，实现精准结构相变。实验与理论计算表明，四甲基取代的Py‑Da‑4CH₃‑COF具有更强空间位阻效应，显著提高结构相变势垒，在压强作用下从滑移AA堆积转变为不可逆准AB堆积构型。该结构使芘基团完全层间错位，有效抑制π‑π堆积导致的猝灭，并限制C‑H振动损耗，实现荧光效率跨越式提升。

对比实验证实，甲基数量不足的材料经高压处理后，结构可逆或发光进一步减弱，印证空间位阻是实现高效荧光稳定截获的关键。团队进一步利用大腔体压机成功制备宏量化高压处理样品，并基于Py‑Da‑4CH₃‑COF构筑黄光pc‑LED器件，展示出优异的照明应用潜力。

该研究首次揭示压强工程+空间位阻协同调控COFs光物理性能的底层机制，突破传统COFs材料荧光效率低、高压相难以常温保存的难题，构建出“结构设计—高压调控—功能截获—器件应用”的完整技术链条。成果不仅为开发超高效率COFs发光材料提供普适策略，也为显示、传感、生物医学等领域的高性能光电器件奠定关键材料基础。

» 仪器设备 购买 咨询