室温磷光水凝胶在生物传感、信息显示领域具有独特的应用。相比于室温磷光聚合物薄膜和粉末，在水凝胶体系实现室温磷光水更具挑战性，这是因为水凝胶中的水分子会淬灭磷光，并且水凝胶固有的柔软性也不利于磷光的发射。传统的室温磷光水凝胶的制备方法包括掺杂磷光染料或者可以使水凝胶结构刚硬化的添加剂。该文章报道了一种不需要任何添加剂的本征室温磷光水凝胶。通过相分离产生的疏水微区对杂原子簇的隔水保护，以及高于室温的玻璃化温度导致的结构刚硬化，实现了杂原子和不饱和键的室温磷光的簇发光。通过该方法得到的本征室温磷光水凝胶的余辉时长达到了1.5秒。同时，该水凝胶具有快速响应的形状记忆功能，赋予了其巨大潜力的功能及应用。

图1. 室温磷光水凝胶的制备、机理、余辉、以及形状记忆功能

图2. 不同组分的poly(Am-co-NAUA)水凝胶的机械性能

图3. 不同组分的poly(Am-co-NAUA)水凝胶的磷光、含水量，和水分子活动能力

图4. 水凝胶的磷光、机械性能、水分子弛豫时间对温度的响应性，以及变温二维红外谱图

图5. 水凝胶的磷光、机械性能、水分子弛豫时间对温度的响应性，以及变温二维红外谱图

  该工作首创性地报道了不通过掺杂的本征室温磷光水凝胶。通过水凝胶的相分离和玻璃化，使氢键缔合产生的杂原子簇能够在室温下发出磷光。由于氢键随温度升高发生解离，磷光具有温度响应性。此外，氢键的解离和亲疏水相的水分子交换也赋予了该水凝胶快速响应的形状记忆功能。为形状记忆磷光水凝胶材料的制备提供了新的思路和方向。

  以上相关成果发表在Advanced Optical Materials上。论文的通讯作者为宁波大学赵传壮教授。该工作受到国家自然科学基金的资助。

  论文链接：https://doi.org/10.1002/adom.202402627