本研究由北京化工大学化学资源工程国家重点实验室的吴同岳、徐成硕、管伟江、袁智勤和郑州大学平原实验室的吕超等人合作完成，发表于 *Angewandte Chemie International Edition*（2026年，第65卷，文章编号 e7657305）。

该研究属于有机光电子功能材料领域，聚焦于纯有机磷光材料在高温条件下的稳定性问题。纯有机磷光材料因其在光电器件、显示技术和防伪等领域的应用前景而受到广泛关注，但其固有的温度敏感性严重限制了其在高温环境下的使用。这是因为随着温度升高，分子运动和振动加剧，会显著加速三重态激子（triplet excitons）的非辐射衰减（non-radiative decay），与辐射性三重态发光形成竞争，导致磷光迅速减弱甚至完全猝灭。此外，热激活过程还可能通过多种途径促进激子失活，进一步削弱三重态激发态的稳定性。因此，如何在高温条件下维持高效的有机磷光发射，是该领域长期面临的难题。以往实现纯有机磷光主要依赖晶体工程、主客体掺杂、刚性基质限域以及氢键网络构建等策略，这些方法的共同点在于利用局域化的锁定基元——例如特定的堆积方式、结合位点或短程相互作用——来固定发光单元并减少非辐射损失。然而，这类策略在高温下的效果因具体体系而异，难以形成普适性的设计原则。针对这一问题，本文提出了一种“拓扑驱动构象约束”（topology-driven conformational constraint）的新策略，即利用氢键超分子框架的全局网络拓扑结构对嵌入的发光分子实施整体性运动限制，降低激子-声子耦合并抑制非辐射衰减，从而稳定三重态激子。

研究的具体工作流程如下。首先，作者选择三聚氰胺（melamine，MA）和对苯二甲酸（terephthalic acid，TPA）作为构筑基元，通过室温共组装形成氢键超分子框架，同时引入具有刚性三联苯骨架和三个羧基的三角状发射体5′-(4-羧基苯基)-三联苯二甲酸（记为MMA），得到复合材料 MA-TPA@MMA。MMA 既可作为磷光中心，又可通过多方向氢键参与网络拓扑结构，实现局部连接性和构象限制的增强。通过改变 MA 与 MMA 的摩尔比制备了一系列 MA-TPA@MMA-x 样品，室温磷光寿命在 MMA 含量增加时仅从 1.28 s 略微下降至 1.08 s，且表现出明显的辐射诱导激活行为。此外，作者还选取了结构类似但分子尺寸不同的均苯三甲酸（TMA）和 1,3,5-三(4′-羧基[1,1′-联苯]-4-基)苯（H3PPA）进行对比，发现二者的磷光寿命分别仅为 530 ms 和 549 ms，说明合适的分子尺寸对于实现长寿命磷光至关重要。

在结构与机理表征方面，傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实 MA 与 TPA 之间形成了强氢键相互作用：MA 的 N─H 伸缩振动从 3469 cm⁻¹ 移至 3475 cm⁻¹，N–H 面内弯曲振动从 1650 cm⁻¹ 红移至 1643 cm⁻¹；TPA 的 O─H 伸缩振动从 3424 cm⁻¹ 移至 3397 cm⁻¹，羰基伸缩振动从 1677 cm⁻¹ 蓝移至 1685 cm⁻¹。粉末 X 射线衍射（PXRD）结果显示，室温合成的 MA-TPA 在 5°–50° 范围内出现多个尖锐衍射峰，表明其具有规整的超分子结构；与文献报道的高温合成 MA-TPA 相比，17.6° 处的双峰变为单峰，36.9° 处的峰消失，说明室温条件下生成了不同的氢键网络。引入 MMA 后，PXRD 图谱基本不变，说明 MMA 被容纳在原有框架中而未破坏其基本结构。透射电子显微镜（TEM）观察到 MA-TPA@MMA 呈长度约 2 μm 的棒状结构，有利于在水和聚合物薄膜中的均匀分散。通过对 MMA 在 77 K 二甲亚砜（DMSO）冷冻溶液中的磷光测试，得到 472、510 和 542 nm 三个特征发射峰，寿命为 1.46 s；MA 和 TPA 的磷光峰位与 MA-TPA@MMA 显著不同，因此确认 MMA 是复合体系的主要发光单元。水分子对体系结构稳定性至关重要：热处理后浸泡水中磷光寿命可快速恢复，新制备样品浸泡后寿命从 1220 ms 增加到 1328 ms，且在水中浸泡 12 天寿命几乎不变。热重分析（TGA）显示 MA-TPA 约在 90 °C 开始失重、120 °C 附近达到平衡，对应约 6% 的质量损失，归属于氢键网络中结构水的释放；FTIR 和变温 XRD 也表明超过 100 °C 后氢键网络发生部分破坏。

在几何结构依赖性实验中，作者进一步引入两种不同构型的三联苯衍生物：线性结构的对三联苯二甲酸（2PMMA）和弯曲结构的间三联苯二甲酸（2IMMA）。低温磷光测试表明，2PMMA 在 77 K 下发射峰位于 578 和 640 nm，肩峰在 549 nm，寿命仅为 133 ms；而 2IMMA 发射峰位于 462、495 和 526 nm，寿命长达 2.14 s。将二者分别与 MA-TPA 共组装后，PXRD 图谱同样与 MA-TPA 骨架基本一致，说明二者均被容纳在原有氢键网络中。MA-TPA@2IMMA 在室温下磷光寿命超过 800 ms，发射强度显著增强，最高稳定温度为 125 °C，此时寿命为 469 ms。而 MA-TPA@2PMMA 在室温下磷光强度更低、寿命约 500 ms，可见余辉仅持续 2–3 s，随着温度升高磷光迅速减弱。这一结果验证了分子几何构型对拓扑约束程度的影响：三角状 MMA 提供多方向连接，弯曲 2IMMA 次之，线性 2PMMA 最弱，磷光性能也依次递减。

在高温磷光性能方面，MA-TPA@MMA 在 254 nm 激发下呈现明亮的绿色余辉，即使在 150 °C 环境下依然清晰可见近 4 s。发射光谱在 484 和 520 nm 处有两个主峰，555 nm 处有肩峰，温度升高时光谱轮廓基本不变，说明辐射跃迁途径得以保持。室温磷光寿命约 1.0 s，150 °C 时仍保持 344 ms。加热-冷却实验表明，从 100 °C 冷却至室温后寿命可完全恢复；即使在 160 °C 短时加热后，仍可恢复 90% 以上的初始寿命；在 140 °C 连续加热 16 h 后，冷却至室温寿命仍可恢复到接近 1 s。作为对照，MA-TPA 本身在室温下磷光发射峰位于 505 nm，寿命 620 ms，但温度升高至 125 °C 时磷光完全消失。随着 MMA 含量的增加，可观察到磷光的最高温度从 100 °C 逐步提升至 150 °C，而室温寿命基本保持不变，说明 MMA 强化了氢键框架的整体刚性。

在应用展示方面，作者将 MA-TPA@MMA 分散在含罗丹明 B（Rhodamine B，RhB）的水溶液中，获得了中心在 600 nm 的红色发射，余辉长达 4 s。利用聚乙烯醇（PVA）水溶液作为成膜介质，将 TPA、MA、MA-TPA 和 MA-TPA@MMA 分别超声分散并蒸发成膜，制备出具有不同余辉行为的柔性复合薄膜。将薄膜裁剪成“2026”图案后，含 MA-TPA@MMA 的数字余辉时间最长，可实现清晰的时空分辨磷光显示。此外，将 MA-TPA@MMA 分散在聚乙烯醇缩丁醛（PVB）中制成可折叠薄膜，折叠成青蛙形状后在室温下绿色余辉持续 6 s 以上，在 150 °C 时仍可保持约 3 s 的可见余辉，150 °C 下磷光寿命为 331 ms，表明 PVB 基体未损害其热稳定性。该材料在薄膜状态下还表现出优异的耐水性，浸泡 6 h 后磷光寿命基本不变。

本研究的核心结论是：通过氢键超分子网络的拓扑驱动构象约束，可以有效抑制发光分子的热激活非辐射衰减，从而实现高温有机磷光。MA-TPA@MMA 在室温下磷光寿命达 1.22 s，150 °C 下仍保持 344 ms，且具有良好的热循环稳定性和耐水稳定性。线性、弯曲和三角状发射体之间的性能差异直接验证了“拓扑约束程度越高、高温磷光越稳定”的设计原理。该工作为开发耐高温有机磷光材料提供了新的设计范式，在柔性显示、信息存储和高温发光器件等领域具有重要的科学意义和应用价值。

本文的亮点在于：第一，提出了“拓扑驱动构象约束”的新概念，将磷光稳定机制从传统的局域相互作用提升到网络整体拓扑层面；第二，通过三种同骨架但不同几何构型的发射体直接比较，建立了分子拓扑连接性与高温磷光性能之间的构效关系；第三，所制备的 MA-TPA@MMA 材料在 150 °C 下仍能保持数百毫秒级磷光寿命，且可加工成柔性聚合物薄膜，具有良好的实际应用潜力。