类型a
主要作者与机构及发表信息
本研究的主要作者包括雷云翔（Yunxiang Lei）、戴文博（Wenbo Dai）、管建新（Jianxin Guan）等，他们均来自北京理工大学材料科学与工程学院以及北京分子科学国家实验室。该研究于2020年在国际知名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。
学术背景
本研究属于有机磷光材料领域，具体聚焦于室温磷光（Room-Temperature Phosphorescence, RTP）材料的设计与应用。RTP材料因其长寿命、高对比度的发光特性，在光学记录、防伪技术（anti-counterfeiting）和生物成像等领域具有重要应用价值。然而，传统RTP材料面临诸多挑战，例如磷光波长较短、亮度不足以及缺乏可调谐的颜色范围。此外，现有防伪技术通常依赖可见染料或刚性基质，难以实现宽范围颜色可调且温度敏感的时间分辨图像显示。为解决这些问题，本研究提出了一种基于主-客体掺杂策略的新型RTP材料体系，旨在开发具有宽范围颜色可调性、温度依赖性和时间分辨特性的多功能防伪墨水。
研究流程
本研究分为以下几个主要步骤：
分子设计与合成
研究团队选择了三苯基膦（Triphenylphosphine, TPP）和三苯基砷（Triphenylarsenic, TPAS）作为主体分子，并设计合成了四种含有吸电子基团的三苯胺（Triphenylamine, TPA）衍生物作为客体分子（如FDA、DTA、DBC和DQD）。这些分子通过熔融铸造法（melt-casting method）制备成主-客体掺杂材料。实验中，客体分子的浓度范围从1:50到1:20000不等，以优化磷光性能。
光物理性质测试
使用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和磷光光谱对主-客体材料的光物理性质进行了详细表征。实验测定了不同主-客体比例下的荧光发射波长（433–462 nm）、磷光发射波长（502–608 nm）以及磷光量子产率（最高达18.2%）。此外，还通过瞬态红外吸收光谱（transient IR-absorption spectroscopy）分析了主-客体分子间的相互作用机制。
温度依赖性与热致变色性能研究
在15°C至65°C范围内，对主-客体材料的磷光强度和波长变化进行了原位监测。研究发现，随着温度升高，不同主-客体材料的磷光强度表现出不同程度的淬灭现象，而磷光波长则发生红移。这表明材料的振动自由度受温度显著影响。
防伪应用测试
将主-客体材料应用于溶液状态书写和打印防伪墨水。实验中，将主体分子熔融后涂覆在滤纸上，随后用含有客体分子的溶剂（如二氯甲烷）书写复杂图案。结果显示，这些图案在自然光下不可见，但在紫外灯照射下呈现明亮的蓝色荧光，移除光源后则产生多彩磷光，从而实现了动态颜色变化和时间分辨的防伪效果。
主要结果
1. 宽范围颜色可调性
通过选择不同的客体分子，主-客体材料的磷光颜色可在青色（502 nm）到橙红色（608 nm）之间连续调节，覆盖了整个可见光谱范围。这一结果得益于主体分子对客体分子运动的限制以及两者之间的协同效应。
优异的磷光性能
主-客体材料表现出超长的磷光寿命（0.7秒）和高达18.2%的磷光量子产率。其中，TPAS基材料的磷光强度显著高于TPP基材料，这可能归因于砷原子的重原子效应。
温度依赖性与热致变色特性
实验表明，主-客体材料的磷光强度和波长对温度高度敏感。例如，DQD/TPP材料的磷光强度在15°C至65°C范围内逐渐降低，而磷光波长则发生红移。这种热致变色特性使得材料可用于多重维度的防伪技术。
防伪应用验证
主-客体材料成功应用于手写书法和打印图案的防伪测试。在紫外灯照射下，图案呈现明亮的蓝色荧光；移除光源后，则产生绿色磷光；轻微加热后，图案转变为橙色余辉。这一动态颜色变化和时间分辨特性显著提高了防伪的安全性。
结论与意义
本研究成功开发了一系列具有宽范围颜色可调性、温度依赖性和时间分辨特性的主-客体RTP材料。这些材料不仅为有机磷光材料的设计提供了新思路，还在防伪技术领域展现出巨大潜力。其动态颜色变化和时间分辨特性使其成为保护货币、重要文件和品牌商品真实性的理想选择。此外，主-客体掺杂策略为未来多功能RTP材料的研究奠定了基础。
研究亮点
1. 宽范围颜色可调性：首次实现了从青色到橙红色的连续磷光颜色调节。
2. 超高灵敏度温度响应：材料的磷光强度和波长对温度变化高度敏感，适用于热致变色防伪。
3. 创新主-客体策略：主体分子不仅限制了客体分子的运动，还通过协同效应增强了磷光性能。
4. 多功能防伪应用：结合颜色可调性、温度依赖性和时间分辨特性，实现了多重维度的防伪效果。
其他有价值内容
本研究还探讨了主-客体分子间的作用机制，揭示了主体分子在激发态下对客体分子的协同效应。此外，通过密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）计算进一步验证了主-客体系统中能量转移路径的合理性。这些发现为未来RTP材料的设计和优化提供了重要参考。