北林彭锋教授团队《Prog. Mater. Sci.》综述：天然多糖基室温磷光材料

2024-09-15 来源：高分子科技

有机室温磷光材料在传感、光电器件、生物成像、信息加密和防伪等领域具有广阔的应用前景。然而，传统有机室温磷光材料面临合成复杂、成本高、加工性能及颜色可调性差、缺乏可再生性及污染环境等一系列问题。以天然多糖为原料制备室温磷光材料可有效解决上述问题，同时可为天然多糖的高值化利用开辟新途径。

近年来，北京林业大学彭锋教授团队一直致力于天然多糖室温磷光材料的研究（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 1294-1304; Adv. Mater. 2024; 36, 2402666; Adv. Mater. 2023, 35, 2305126; Adv. Funct. Mater. 2024; 2403977; Cell Rep. Phys. Sci. 2022, 3, 101015; Small 2024, 20, 2309131; Chem. Eng. J. 2023, 451, 138923; ACS Sustain. Chem. Eng. 2024, 12, 916-924）。基于以上研究基础，近期，该团队在《Progress in Materials Science》上发表了题为“Natural polysaccharide-based room-temperature phosphorescence materials: Designs, properties, and applications”的综述性论文。文章从设计原理、发光机制、先进的发光特性和潜在应用等方面对近年来天然多糖基室温磷光材料的研究进展进行了详细的综述和讨论（图1）。

图1 天然多糖基室温磷光材料的设计策略与应用

文章首先介绍了天然多糖室温磷光材料的发展历程（图2），然后从天然多糖作为磷光发射源（图3）、刚性基质（图4）、碳点前驱体（图5）的角度详细阐述了天然多糖转化为室温磷光材料的设计策略。随后，重点介绍了具有激发波长依赖性、时间依赖性变色磷光，刺激响应性磷光，高稳定性磷光以及圆偏振磷光等特殊磷光属性的天然多糖基室温磷光材料体系，并讨论了其内在的结构-性能关系（图6）。此外，详细总结了天然多糖基室温磷光材料在防伪、传感、余辉显示、成像等方面的重要应用（图7）。最后，对研究现状进行了总结，讨论了领域中存在的一些挑战，并对未来的发展方向进行了展望。该论文旨在推进绿色、环保型有机室温磷光材料的发展，同时为天然多糖的高值化利用提供新思路。