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近年來(lái)，有機(jī)窄帶熒光材料收到研究者們的大量關(guān)注,，這些材料在高分辨率成像,、高質(zhì)量顯示、防偽加密,、多通道傳感等領(lǐng)域具有優(yōu)良的應(yīng)用前景,。然而,，本征型有機(jī)室溫磷光材料及其相關(guān)器件的開(kāi)發(fā)卻鮮有報(bào)道,，這是因?yàn)槿鄙儆行У恼瓗覝亓坠獠牧系脑O(shè)計(jì)策略及理論體系,，以及其適合應(yīng)用的制備手段。因此,，開(kāi)發(fā)一種新型設(shè)計(jì)原則來(lái)實(shí)現(xiàn)具有穩(wěn)定性好,、易于加工的本征窄帶藍(lán)色室溫磷光材料，并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的傳感器件是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn),。

近日,，西北工業(yè)大學(xué)黃維院士和于濤教授團(tuán)隊(duì)成功地設(shè)計(jì)并合成了一系列新型窄帶發(fā)光分子吲哚并吩噻嗪衍生物，命名為Cphpz,、1O-Cphpz和2O-Cphpz,。該衍生物是通過(guò)引入碳碳單鍵使得分子逐漸平面化且具有剛性結(jié)構(gòu)后，再將吲哚并吩噻嗪衍生物摻雜到可用于光固化3D打印的高分子基質(zhì)丙烯酸羥乙酯-丙烯酸（HEA-AA）中,。2O-Cphpz@HEA-AA體系表現(xiàn)出半峰全寬為36 nm和1.08 s的長(zhǎng)壽命磷光的現(xiàn)象,。（圖1，圖2）此外,，為了闡明產(chǎn)生窄帶磷光的內(nèi)部機(jī)制,，團(tuán)隊(duì)對(duì)化合物進(jìn)行了單晶分析和密度泛函理論計(jì)算,，并利用摩方精密面投影微立體光刻（PμSL）技術(shù)制備了一系列相關(guān)的精細(xì)模型與特別的光基微流控芯片,。（圖3，圖4）

相關(guān)研究成果以“Intrinsic Narrowband Blue Phosphorescent Materials and Their Applications in 3D Printed Self-monitoring Microfluidic Chips”為題近期發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Materials》上,，西北工業(yè)大學(xué)柔性電子研究院黃維院士和于濤教授為本文的共同通訊作者,。

微流控芯片在許多生物醫(yī)學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，尤其在藥物篩選,、診斷檢測(cè),、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面具有特別的優(yōu)勢(shì)。微流控芯片通過(guò)精確控制流體在微米或納米尺度上的流動(dòng),，能夠高效地進(jìn)行液體處理,、反應(yīng)和分析。其主要優(yōu)點(diǎn)包括高通量、高靈敏度和小型化等,，使其成為分析實(shí)驗(yàn)中的重要工具,。鑒于2O-Cphpz@HEA-AA體系的窄帶藍(lán)色室溫磷光的優(yōu)勢(shì)，團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)探索了其在微流控芯片中基于濕度的用于路徑自監(jiān)測(cè)的潛在應(yīng)用,，如圖4所示,。基于此,，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)摩方精密nanoArch®P150（精度：25 μm）3D打印設(shè)備,，打印了一套精度為200 μm的光基微流控芯片。

與大多數(shù)報(bào)道的濕度響應(yīng)熒光材料相比,，研究團(tuán)隊(duì)所開(kāi)發(fā)的濕敏性室溫磷光材料的優(yōu)勢(shì)是發(fā)光壽命長(zhǎng)且能有效防止熒光背景的干擾,，可進(jìn)行準(zhǔn)確清晰的監(jiān)測(cè)。尤其是特別藍(lán)色窄帶室溫磷光的信號(hào),，它具有更好的頻譜選擇性,、更高的分辨率和更長(zhǎng)的發(fā)射壽命，可以進(jìn)一步降低背景干擾,。如圖4所示,，整個(gè)微流控芯片在注入液滴之前，在紫外光激發(fā)下能表現(xiàn)出明亮的藍(lán)色磷光,。然而,，當(dāng)液滴從不同的注入口注入時(shí)，液滴流經(jīng)的路徑上,，藍(lán)色磷光會(huì)被水分子猝滅而明顯消失,。與此同時(shí)，針對(duì)不同流量（20 µL與30 µL）導(dǎo)致的路徑終點(diǎn)差異,，該微流控芯片也能基于磷光信號(hào)實(shí)現(xiàn)精確監(jiān)測(cè),。

這項(xiàng)工作為設(shè)計(jì)窄帶室溫磷光材料提供了一種簡(jiǎn)單有效的策略，且為此種材料開(kāi)辟了新的平臺(tái),，促進(jìn)其在高分辨率3D打印傳感,、多層信息加密等領(lǐng)域的應(yīng)用。

本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金,、陜西省杰出青年科學(xué)基金和中央高校研究基金的支持,。