欧洲杯

近日，欧洲杯 高压与超硬材料全国重点实验室/综合极端条件高压科学中心杨新一教授课题组在有机分子的多色发光研究方面取得重要进展。提出利用压强工程调控初始不发光的异烟酸（INA）材料中分子间双电荷转移强度，实现从暗态到高质量多色发射（即蓝光、白光、黄光）的可控切换。相关研究成果以“Controllable multicolor emission from initially non-emissive organic molecules by pressure engineering”为题发表在《自然通讯》（Nat. Commun. 2025, 16, 8780）上。

开发具有开关可切换响应性的智能发光材料，使其能够响应外部刺激从暗态到亮态的转换，已经引起了研究领域的极大兴趣。然而，大多数报道的体系仅具有单色切换功能，极大地限制了其在高级应用中的拓展。在前期工作中，杨新一课题组提出利用压强处理工程和氢键协同效应，在间苯二甲酸中点亮并稳定三重态激子，成功在环境条件下实现高效荧光/磷光混合型白光发射（Nat. Commun. 2024, 15, 7778）。进一步又利用高压诱导分子重排触发无荧光邻苯二甲酸酐的高效蓝光发射（Laser Photonics Rev. 2025, 19, 2401173）。最近，利用压强工程调控分子堆积构型实现苯硼酸高效蓝光发射（Laser Photonics Rev. 2025, 19, 2401537）。基于前期对有机小分子光物理过程的有效调控，针对初始不发光的有机分子材料，如何通过压强工程实现多色发光，一直以来是课题组追求的目标。

在本工作中，杨新一课题组以初始不发光的INA作为研究对象，引入氢键辅助的分子间电荷转移（H-CT）和π–π堆积辅助的分子间电荷转移（π-CT），通过压强工程有效地调节层内和层间的分子间电荷转移强度，从而实现了从暗态向高质量多色发光（即蓝光、白光和黄光）的转换。系统的光物理表征结果表明，压力诱导的氢键增强打破了先前禁阻的层内分子间电荷转移跃迁，从而触发了光致发光开启行为。经过不同的压强处理，在环境条件下我们获得了CIE坐标为（0.31, 0.37）的明亮白光和CIE坐标为（0.42, 0.45）的黄光。原位高压光谱表征结合第一性原理计算分析表明，白光归因于层内H-CT和层间π-CT之间的协同效应。更高压强处理后，由于层间距离的减小，π–π堆积作用增强，导致发射显著红移至黄光。基于大腔体压机制备宏量样品，制备了白光和黄光pc-LEDs，显示了其在照明等方面的应用潜力。这一发现不仅赋予了非发光有机小分子新的生命力，也为设计多色可控智能发光材料提供了新的视角。

图1. 具有多重发射特性有机小分子的设计策略

图2. INA分子结构及其在压缩和减压过程中的光学行为

欧洲杯 高压与超硬材料全国重点实验室肖志豪博士为本文的第一作者，本文通讯作者为欧洲杯 高压与超硬材料全国重点实验室/综合极端条件高压科学中心杨新一教授。该工作得到了邹勃教授的悉心指导和郑州大学卢思宇教授、吉林大学电子科学与工程欧洲杯 武振楠教授帮助。该工作得到了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目的资助，同时也得到了上海光源同步辐射BL17UM线站和国家重大科技基础设施-综合极端条件实验装置B1和B2线站的大力支持。

论文全文链接：//doi.org/10.1038/s41467-025-63834-z