有机磷光材料(OPMs)凭借其长寿命、大斯托克斯位移等显著优点，在信息加密、光电器件和生物成像等领域具有重要的研究价值和应用潜力。然而，环境氧气、溶剂分子以及热振动等因素极易通过能量转移、电子转移或非辐射耗散等路径猝灭三重态激子，显著制约了材料的发光稳定性与使用寿命。如何突破环境制约，实现有机材料在苛刻条件下的磷光（HCP），已成为该领域共同热切关注的关键科学挑战。在此背景下，超分子多价协同策略提供了一条行之有效的构筑途径。该策略通过主客体络合、氢键、离子键以及卤素键等多重非共价相互作用协同以构筑强大的猝灭屏障，从而有效稳定三重态激子并抑制非辐射衰减，为开发在高温、高湿、富氧等严苛环境中仍能持久发光的OPMs提供了可靠方法。

  中国科学院宁波材料所海洋关键材料全国重点实验室陈涛研究员开展HCP材料的研究，最近，该团队系统总结了苛刻环境下的有机磷光材料的最新进展。

  2025年12月14日，相关工作以“Supramolecular Multivalent Synergy Enabling Harsh-Condition Phosphorescence”为题发表在Advanced Materials上。

  该综述聚焦苛刻环境下的有机磷光材料（图1），系统阐述了其构筑策略、独特的光物理性能及超分子多价作用对三重态激子的协同稳定机制。内容涵盖了从耐高温、耐氧、耐溶剂到动态体系及多重苛刻环境的各类HCP材料，并深入探讨了其在余辉显示、信息加密、化学传感和生物成像等领域的应用潜力、现存问题与未来挑战。

图1 有机HCP材料及其主要的应用领域。

  OPMs在低温下表现出优异的磷光性能，但在高温下，分子热运动加剧，导致分子碰撞和非辐射衰减过程显著增强，从而引发严重的磷光猝灭（图2a-b）。为了解决该热猝灭问题，研究者们采用了超分子多价协同策略。该策略通过主客体相互作用、掺杂以及构建刚性微环境等方式，有效抑制了非辐射衰减，从而稳定三重态激子，成功制备得到了在高温下持续发光的耐高温HCP材料。本文主要介绍了耐高温HCP材料的构筑策略、三重态激子稳定策略及其光物理特性。

  氧气是有机磷光材料的主要猝灭剂。三重态激子（T?）与基态的氧分子（3O?）碰撞时，通过能量转移将氧气激发为高活性的单线态氧（1O?），而磷光分子自身则回到基态（S?），从而导致磷光猝灭（图2c）。因此，设计耐氧HCP材料不能仅依赖增强系间窜越（ISC）或限制分子运动。本文介绍了基于超分子多价协同作用的设计策略，即通过构建具有氧屏蔽能力的刚性微环境来保护三重态激子，并深入探讨了其发光性能与内在机理。

  耐溶剂HCP材料是指在各类溶剂（水、有机溶剂、酸/碱）中仍能稳定发光的有机磷光材料。其核心挑战在于构建既具刚性又能屏蔽溶剂的微环境。这是因为溶剂分子可通过破坏分子间作用力、引入溶解氧或加剧分子碰撞等多种途径导致磷光猝灭（图2d-e）。为此，关键的应对策略包括高分子基质包覆、主客体络合及构建多重氢键网络等。该综述重点介绍了耐水、耐有机溶剂和耐强酸/碱的HCP材料的构筑策略及其独特的光物理特性。

  凝胶和乳液等动态介质固有的溶剂效应、高分子链流动性及内部的溶解氧，会导致严重的磷光猝灭，这是实现高性能HCP材料的主要障碍。通过对体系进行“刚性化”处理，如结晶、矿化、相分离以及共价/动态交联，将磷光团有效固定在柔性基质中，从而有效抑制非辐射衰减，最终在动态体系中实现稳定、高效的HCP发射。

  除了以上HCP材料外，作者还介绍了能在多种苛刻环境下稳定工作的HCP材料。通过精心的材料设计和超分子多价协同作用，这些材料集成了耐高温、耐氧、耐溶剂等多种特性，能够同时抵御多种猝灭因素的协同作用，从而保持稳定的发光性能，为在真实复杂环境中的实际应用奠定了基础。该综述还系统概述了HCP材料在余辉显示、信息加密、化学传感和生物成像等领域的应用探索，展示了其在复杂环境下的优异性能。

  然而，尽管取得了这些令人印象深刻的进展，HCP材料的发展仍面临重大挑战。该领域尚缺乏对三重态激子在多极端环境下动力学的全面机制性理解，相关研究暂时处于概念性展示，其可加工性和成本效益问题仍然制约了产业化进程。展望未来，后续有潜力的研究方向是聚焦于开发兼具长波长发射（红-近红外）、高量子产率和长寿命的新型材料，并结合动态共价化学等新设计理念，提升其结构稳健性与发射可调性。通过多尺度理论、先进表征与跨学科设计，HCP材料在光电技术、智能传感和生物医学等领域具有广阔且重要的应用前景。

图2 有机磷光材料的发光机理及多价作用在稳定三重态激子中的协同机制。

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202520851