近日，北京化工大学马志勇课题组在国际材料学权威期刊《Chemistry of Materials》发表文章“A Readily Obtained Alternative to 1H?Benzo[f]indole toward Room?Temperature Ultralong Organic Phosphorescence”（IF = 10.508）。北京化工大学硕士研究生付晓华与张雪为本论文的共同第一作者。北京化工大学马志勇副教授为论文的唯一通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、北京市自然科学基金、北京化工大学大科学计划的资助，得到有机无机复合材料国家重点实验室的大力支持。

  1H-苯并吲哚（Bd）是室温超长有机磷光（RTUOP）领域中一个重要的磷光单元。然而，Bd的合成相当困难，收率低，这极大地限制了RTUOP的广泛应用。因此，探索容易获得的Bd的替代物充满了挑战但非常重要。本论文提出的苯并咔唑（BCz）的合成仅需两步即可完成，与Bd相比，在极大简化合成路线的同时还获得了优异的光学特性（图一）：首先，BCz及其衍生物在77 K自聚集状态下可以表现出独特的红移红色超长磷光，而Bd及其衍生物则不能。其次，BCz在室温下表现出明显的光激活黄色超长磷光，而Bd的本征磷光在室温下难以被激活。第三，BCz衍生物（CNPyBCz和CNBrBCz）在室温下表现出与Bd衍生物相似的光激活黄色超长磷光，但其磷光寿命更长。第四，BCz及其衍生物在除咔唑衍生物外的粉末基质中同样发射黄色的RTUOP。

图二：BCz及其衍生物粉末的低温及其变温光学特性

 图三：室温下薄膜磷光的光激活过程及其ESR表征

 图五：BCz衍生物在其他粉末基质中的磷光性能表征

  总而言之，该论文成功地发现了一种易于获得的有机单元BCz，具有出色的RTUOP性能。CNPyBCz和CNBrBCz作为BCz衍生物的代表进行合成和研究。在低温下，BCz及其衍生物在单体状态下在550、600和650 nm处表现出黄色超长磷光，而其超长磷光带在其自聚集状态下红移至600、660和730 nm，这是以前从未观察到的。自聚集状态下的红移超长磷光可能是由具有扩展共轭结构的BCz单元之间的增强π-π相互作用引起的。令人兴奋的是，BCz及其衍生物的PMMA薄膜由于其阳离子自由基的光诱导产生而在室温下表现出光激活的黄色超长磷光。此外，利用BCz衍生物及其Cz对应物建立了出色的RTUOP客体-基质体系。当CNPyBCz（CNBrBCz）掺杂到CNPyCz（CNBrCz）中时，由于阳离子自由基可以通过Cz基质很好地稳定，掺杂粉末表现出强烈的黄色室温超长磷光。此外，DMAP、BBP和DBT等其他基质也可以在室温下激活BCz（衍生物）的黄色超长磷光。因此，BCz的功能与Bd类似，是在RTUOP领域对Bd的绝佳替代物。本研究随机选择CNPyBCz和CNBrBCz，设计了利用BCz构建的各种D-A结构来优化超长磷光的性质，这可能为有机磷光开辟新的研究方向。

  论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.chemmater.2c03484