突破!我院青年教师方兵、戴玉华教授联合北京化工大学尹梅贞教授在Nature子刊发表重要研究成果

在国家自然科学基金等项目资助下,我校新材料与化工学院聚合物功能材料团队青年教师方兵与教授戴玉华,在光固化室温磷光领域取得重要研究进展。相关研究成果以《Proton transfer regulated photocured robust room temperature phosphorescence from naphthalimide》为题,发表在国际知名期刊Nature Communications (2026), https://doi.org/10.1038/s41467-026-70999-8 (SCI 一区TOP,IF=15.7)。此次成果是我校首次以第一完成单位在该期刊发表研究成果。方兵、戴玉华与北京化工大学教授尹梅贞为论文共同通讯作者,我校2023级材料科学与工程硕士研究生王爱成担任第一作者。

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室温磷光材料在停止光照后仍可持续发光,相较于普通荧光材料,其发光寿命更长、信噪比更高,在防伪、信息存储、生物成像等领域具有不可替代的应用优势。但传统室温磷光材料存在明显短板:无机磷光材料毒性较高、制备工艺复杂;有机磷光材料虽灵活性更强,却存在发光效率低、余晖时间短的问题,尤其光固化型有机磷光材料,需同时添加磷光基团与光引发剂,不仅体系复杂,还易出现磷光被抑制的现象。

针对上述技术难题,我院聚合物功能材料团队创新设计出一种“一身兼两职”的核心分子——萘酰亚胺衍生物。该分子兼具“磷光单元”与光固化“引发剂”双重功能,在紫外光照射下,可同时实现两个关键过程:一方面产生自由基,促使丙烯酸、丙烯酰胺聚合形成坚固的高分子基质;另一方面自身被牢牢固定在基质中,构建稳定的发光结构。

同时,团队还发现了质子转移氢键的调控机制:材料中的羧基与萘酰亚胺分子中叔胺的孤对电子结合,形成特殊氢键网络。这一结合不仅有效减少发光过程中的能量损耗,提升发光效率,还增强了分子间相互作用,使材料磷光寿命达到389.58毫秒,磷光量子产率高达17.83%。该材料稳定性优异,在水中浸泡3个多小时仍能保持明显黄色余晖,在正己烷、酒精等多种有机溶剂中浸泡45天,发光效果几乎无影响。

此外,该材料具备可调谐变色发光特性。通过添加不同用量的罗丹明B,利用磷光共振能量转移原理,可使材料余辉颜色从黄色逐步连续转变为红色;结合光固化技术,可轻松制备双色三维发光材料,还可制成磷光油墨,在玻璃、塑料等不同基底上光刻出精细的二维码、校徽等图案,为高端防伪、信息加密等领域提供了全新材料解决方案。

此次研究成果的发表,彰显了我校在光固化室温磷光领域的科研创新实力,是新材料与化工学院深耕学科前沿、推进教育教学与科研融合的重要成果,也体现了我校研究生培养的良好成效。未来,学院将持续支持科研团队开展前沿探索,推动科研成果转化,为学校高质量发展和国家新材料产业进步贡献力量。

作者:方兵 / 编辑:王莉鑫    审核:李林琳    来源:新材料与化工学院