超长有机磷光（UOP）材料因其在先进光电子学领域的潜在应用而备受关注。尽管近年来取得了显著进展，但实现可逆的力致响应UOP，特别是具备动态余辉颜色可调特性的材料，仍面临着巨大的挑战。在此，南京工业大学安众福、史慧芳教授团队提出了一种有效策略，通过精准的机械控制来调制分子间能量转移，进而实现对UOP的动态调控。在机械刺激下，所制备的复合聚合物薄膜在延迟发射光谱中表现出显著的比率型转变，其特征为500/534 nm处的发光强度减弱，同时600 nm处的发光强度相应增强。并且该聚合物展现出良好的可逆性与耐久性，既可在环境条件下自发恢复至初始状态，也可通过热处理加速复原。这种独特的比率型力致响应特性，为冲击力传感和咬合力分布映射等碰撞痕迹检测应用提供了高对比度、高保真度的解决方案。该工作为构建智能UOP材料提供了通用平台，并拓展了磷光聚合物在先进传感技术中的应用。

  2026年8月6日，相关研究以A Flexible Polymer with Reversible Mechano-Responsive Ultralong Organic Phosphorescence for Trace Collision Detection为题发表在Advanced Functional Materials上。论文共同第一作者为南京工业大学徐佳辉、王鹤。该研究得到国家自然科学基金委、江苏省自然科学基金委、苏州国家实验室等支持。

  研究团队设计并制备了名为BRP的三组分复合柔性薄膜（图1），包含以下三种组分：一、共价结合于聚氨酯弹性体链段中的罗丹明衍生物（Rh-OH），作为力敏化学开关，并充当能量受体；二、2-(7H-苯并[c]咔唑-7-基)乙酸（BCzA），作为高效磷光给体；三、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）作为刚性保护基质，通过丰富的氢键网络锚定BCzA，有效抑制非辐射跃迁并维持体系柔韧性。在初始状态下，Rh-OH呈闭环螺内酰胺结构，能量转移通道处于关闭状态，薄膜展现出BCzA特有的绿色长余辉（寿命1734 ms）。当施加机械力时，高分子链段传递应力促使Rh-OH发生开环裂解，转变为两性离子平面结构。吸收光谱与磷光发射光谱重叠度大幅增加，瞬间开启高效能量转移，使余辉发射峰从500/534 nm转移至600 nm，宏观上表现为余辉颜色由绿变黄。

图1. 力致响应型UOP聚合物的示意图。

  光谱分析表明，在稳态荧光模式下，由于强背景荧光的掩盖，机械刺激前后的光谱变化较小；而在延迟模式下，随着研磨时间的延长，500/534 nm 处的磷光峰强度逐渐下降，而600 nm处的红移发射峰显著增强（图2）。经机械力刺激后的BRP薄膜由透明无色变为红色，余辉持续时间由原本的18秒降低到了12秒，颜色也由绿色变为黄色。将薄膜短暂加热后，体系可恢复至初始状态，并且连续5次循环测试证明了其良好的耐用性与可逆性。

图2. 力致响应型UOP聚合物的光学性质。

  得益于余辉检测的高信噪比优势，研究团队探究了该聚合物在多种力学检测场景中的应用潜力。将不同高度（30~180 cm）自由落体的小球冲击BRP薄膜，随着冲击能量的增加，在余辉模式下，撞击中心呈现出从绿色到橙黄色的鲜明颜色梯度，实现了冲击能量的可视化映射（图3）。咬合关系的评估是口腔医学中用于评估上下牙接触及咬合功能的基础流程。传统咬合纸主要通过在牙齿上沉积染料来进行标记，BRP薄膜可作为新型咬合诊断介质，通过检测咬合后薄膜发光特性的变化来进行诊断。在前牙及后牙咬合测试中，余辉图像不仅能精准记录咬合接触点，还能清晰捕获日光下难以察觉的微小接触区域（位置e、k、l、m），并根据颜色变化评估局部咬合力大小，为口腔矫形与修复提供科学依据。在模拟汽车碰撞实验中，将BRP薄膜贴附于物体上。碰撞发生后，余辉模式下能够清晰捕捉到即使在日光和稳态荧光下极难察觉的微小擦碰痕迹（位置t）。这种基于余辉颜色变化的检测技术彻底清除了基底背景光和散射干扰，显著提升了痕迹检验的真实性与分辨率。

图3. 力致响应型UOP聚合物的痕迹检测应用展示。

总结与展望

  本工作成功开发了一种基于机械力调控能量转移策略的可逆力致响应UOP高分子薄膜。该材料不仅在柔性高分子体系中实现了长寿命磷光发射，更证明了余辉检测在消除背景噪音、实现高灵敏度应力感知方面的独到优势。这项工作不仅为开发力致响应UOP系统提供了策略指导，也拓展了UOP材料的应用领域。

  原文链接：http://doi.org/10.1002/adfm.77511