徐兆超研究员团队构建可高效筛选室温磷光主体材料的描述符

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近日，我所分子探针与荧光成像研究组（1818组）徐兆超研究员团队与新加坡科学设计大学刘晓刚教授合作，发现了电子从高能激发态实现系间穿越（Sn→Tn→T1）的机理（ISCHES），并据此构建出计算轨道能级差的通用描述符“ΔE”，以实现高效理性地筛选室温磷光（RTP）主体材料。
　　室温磷光材料在有机发光二极管（OLED）、数字加密和生物成像等领域有着广泛的应用。无重原子的有机磷光材料因其低价、易制备和环境友好等特点倍受关注。由于单重态-三重态的系间穿越是自旋禁阻的，形成室温磷光的主要挑战在于如何将吸收光子后的分子从单重激发态转化到三重态，并从T1通过辐射跃迁退激到基态。但是，无重原子的有机分子系间穿越十分困难。

　　构造室温磷光材料最简单有效的方法之一是将主体分子和少量的客体分子进行掺杂。尽管化学家已经合成了大量的主体和客体分子，但是，筛选匹配主体和客体分子仍然大量依赖费时费力的试错法。因此，可以理性指导筛选主客体分子的通用规则仍然缺失不足。
　　本工作中，基于ISCHES机理，合作团队构建出一个计算轨道能级差的通用描述符“ΔE”来快速筛选主体和客体分子。利用此描述符，团队筛选了大量的主客体组合并通过实验验证。相比传统的试错法，这种基于计算的方法可以有效地减少开发室温磷光材料的工作量。
　　相关成果以“ A Descriptor for Accurate Predictions of Host Molecules Enabling Ultralong Room-Temperature Phosphorescence in Guest Emitters”为题，于近日发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。该工作的第一作者是新加坡科技设计大学博士研究生Supphachok Chanmungkalakul和我所1818组博士后王超。上述工作得到国家自然科学基金、我所创新研究基金等项目的资助。（文/图 王超）
　　文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202200546


         文章来源：大连化物所
       徐兆超，男，中国科学院大连化学物理研究所研究员。1979年生于山东青岛，2001年和2006年在大连理工大学先后获得学士和博士学位，2006年8月至2008年9月于韩国梨花女子大学做博士后研究，2008年10月至2011年7月在英国剑桥大学作为赫考尔•史密斯研究员从事研究工作，2011年以”百人计划”引进到大连化学物理研究所工作，成立“分子探针与荧光成像”创新特区研究组并任组长，2012年获中国科学院“百人计划”择优支持。研究工作主要涉及生物活性小分子的设计、合成及其在细胞以及活体中的成像和与人类健康及疾病相关的生物学问题研究。研究方向包括荧光探针与细胞成像，生物大分子DNA和蛋白质的荧光标记和荧光识别，和癌细胞荧光识别和活体检测。曾获得辽宁省优秀博士论文和大连理工大学十佳博士论文。在Chem. Soc. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Biomaterials 等期刊发表论文33篇，论文总引用次数超过2000次，他引次数超过1700次，h指数20。