刺激响应型室温磷光（RTP）材料在智能光电子材料领域展现出巨大的应用潜力。然而，该类材料的发展长期受制于一个关键瓶颈：需要持续的外部刺激才能维持其响应状态。近日，兰州大学唐瑜与吕少瑜在前期无机亚稳室温磷光水凝胶（Adv. Mater. 2026, 38, e14693）工作基础上，创新性地提出了一种有机亚稳态材料的构建新策略，解决了这一关键挑战。该工作通过将过饱和离子液体引入高分子聚合物骨架中，通过瞬时刺激即可获得 RTP室温磷光水凝胶。该工作不仅为解决现有刺激响应室温磷光材料依赖持续刺激的共性挑战提供了切实可行的设计策略，更重要的是实现了有机材料体系的“亚稳态”，从而解锁了传统材料无法企及的新功能。

  2026年2月20日，相关成果近期以“Organic Metastable Hydrogels via In Situ Ionic‐Liquid Crystal Stacking for Latching Room‐Temperature Phosphorescence”为题发表在Advanced Materials上。兰州大学博士生杨熙鹏为本文的第一作者，兰州大学唐瑜和吕少瑜教授为文章的通讯作者。

图1. 通过离子液体原位堆叠策略实现刺激响应型 RTP 水凝胶

  作者以N,N''''-二甲基丙烯酰胺（DMAM）为单体，1-羧甲基-3-甲基咪唑氯盐（IL）为离子液制备了过饱和水凝胶。在外部刺激（如冷却、触碰或晶种）的作用下，透明的水凝胶会转变为不透明的结晶态并产生磷光。与传统刺激响应RTP材料通常需要光、热、力等外界因素的持续作用相比，该工作中的水凝胶仅需一次短暂的初始刺激（瞬态刺激），即可发生离子液体的原位堆叠，使得柔软的水凝胶转变为强韧的结晶态，并在此后无需任何持续刺激，长期保持其增强的机械性能和磷光特性。与转变前的亚稳态相比，结晶后水凝胶的韧性提高了10倍，磷光寿命延长了34倍。上述性能的提升源于其独特的微观结构演变：原位堆叠形成的离子液体晶体限制了聚合物链段的运动，并促进了链间的相互缠结，从而大幅提升了水凝胶的韧性。聚合物链的紧密缠结反过来又促进了离子液体晶体更加致密有序的堆叠，这种高度有序的刚性环境有效抑制了非辐射跃迁，从而实现了室温磷光寿命的提高。

  为了深入理解这一动态转变过程，作者利用二维相关光谱技术与单晶分析明确了在离子液体结晶过程中，水凝胶内不同化学基团的微观响应顺序。这一结果为上述韧性和磷光寿命的提升提供了从分子级别到原子级别的直接证据，清晰地揭示了从离子液体有序排列到聚合物链受限，再到宏观性能优化的完整链条。

  基于RTP水凝胶瞬态触发、长效维持的特性，作者将该水凝胶拓展至多个前沿应用领域。利用其结晶后的高韧性和可拉伸性，作者构建了可拉伸的信息加密平台，为柔性电子器件中的信息安全提供了新思路。此外，研究还发现，通过使用连续的紫外光照射来破坏离子液体晶体中的强氢键，该水凝胶获得了对紫外光的响应特性，可用于检测紫外敏感药物的分解过程，展示了其在生物医药监测领域的应用潜力。

图2. RTP水凝胶的紫外响应行为及其潜在应用

  该工作得到了国家自然科学基金、111引智计划、甘肃省自然科学基金和中央高校基本科研业务费的支持。

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.72626