最近，国际一流期刊Advanced Materials（2025,e07192）刊登了上海交通大学张江高等研究院未来材料创制中心胡志宇教授团队题为《“Rigid-Flexible” Strategy Realizes Robust Ultralong Phosphorescence for Multifunctional Display Unit and Photoreceptor Synapse》的论文。通过同时引入亲水刚性网络和疏水弹性网络，实现了长效窄带光活化的无定形磷光聚合物，磷光寿命达到4.71 s，磷光效率高达42.1%，半峰全宽仅有24 nm。这项工作为高质量的磷光材料的设计提供了宝贵的见解，有望应用于显示和仿生光感突触领域。

    有机室温磷光材料因其迷人的光学特性，在光电显示、生物成像和信息加密等领域受到广泛关注。现阶段，大多数持续发光材料仍仅限于过渡金属和稀土离子，而有机分子由于其低自旋轨道耦合效率和大量分子运动而被认为是不理想的持续发光材料。近年来，人们提出了多种策略来实现稳定的三态激子发射，包括小分子结晶、重原子策略、金属框架,和聚合策略，实现长寿命磷光发射。然而，大多数磷光材料仍然无法平衡磷光寿命和磷光效率，并且具有较大的半峰全宽，无法实现持久的窄带磷光发射。

    研究团队将平面发色团9H-二苯并[a，c]咔唑（BCz）锁定在聚合物基质聚乙烯醇缩丁醛（PVB）中，通过PVB中的刚性嵌段和弹性嵌段的双重作用，有效地抑制了BCz的非辐射跃迁，实现了无定形的透明的高效磷光聚合物。此外，弹性嵌段的引入还增强了聚合物的抗水能力，实现水相的稳定磷光发射。这种聚合物材料可以容易地实现颜色的全彩拓展，并且在3D打印，彩色显示，和模拟光感突触方面有着广泛的应用前景。

图1 a） 通过同时引入刚性亲水和弹性疏水嵌段来限制发色团 BCz。b）BCz/PVB薄膜光活化的机理：在紫外光照射下，薄膜内部氧的三线态被激活为单线态氧，同时薄膜内部产生部分交联，点亮BCz的三重态。值得注意的是，这种光活化是可逆的。c）BCz/PVB薄膜的荧光照片和磷光照片，在紫外激活5、10、20和40秒后随时间变化（激发波长= 365 nm）。d） BCz/PVB 薄膜的磷光非常明亮，可以轻松照亮黑暗环境。

图2 a） 紫外活化30 s后BCz/PVB薄膜的归一化光致发光光谱和URTP光谱（激发波长=365 nm，URTP光谱延迟时间为10 ms）。b）紫外活化30 s后BCz/PVB薄膜的磷光寿命（通过动力学衰减法收集，激发波长= 365 nm）和磷光效率。c） BCz/PVB 薄膜的磷光寿命和磷光效率与报道的磷光非晶聚合物相比，其中空心点代表窄带磷光无定形聚合物。d）BCz/PVB薄膜在不同紫外活化时间（激发波长=365 nm，延迟时间=10 ms）下的磷光光谱。e） BCz/PVB 薄膜中磷光强度的活化-擦除循环。f） 紫外线活化前后BCz/PVB的电子顺磁共振（EPR）信号。

图3 a） BCz/PVB 薄膜的透过率测量。b）BCz/PVA薄膜的归一化PL光谱和磷光光谱（激发波长=365 nm）。c）BCz/PVA薄膜的磷光寿命（通过动力学衰变法收集，激发波长=365 nm）。d） PVB由于疏水阻断而表现出耐水性，水分子很容易破坏PVA体系内的氢键。e） BCz/PVB 和 BCz/PVA 随时间变化的磷光强度。f）水刺激前后BCz/PVA和BCz/PVB磷光强度的变化。g） BCz/PVB 和 BCz/PVA 薄膜在水环境中随时间变化的磷光照片。

图4 a） FRET工艺的简化Jablonski图。b）与不同染料掺杂比的BCz/PVB薄膜的磷光光谱相对应的CIE颜色坐标图。c） 不同Fluc掺杂比的BCz/PVB薄膜的磷光光谱。d）不同RhB掺杂比的BCz/PVB薄膜的磷光光谱。e）不同Fluc掺杂比的BCz/PVB薄膜的磷光寿命。f）不同RhB掺杂比的BCz/PVB薄膜的磷光寿命。g） 全彩磷光胶片的照片（从左到右分别是 3Cz/PVB、BCz/PVB、BCz/PVB-F、DBCz/PVB 和 BCz/PVB-R）。

图5 a） 以BCz/PVB为油墨丝网印刷的图案的磷光照片。b） 3D 打印模型的磷光照片，c） 用于彩色显示的彩色磷光薄膜。d） 拟议的仿生感光突触概念。整个显示点阵列对紫外线照射的响应可以看作是人眼对光刺激的反应，每个点都可以看作是一个感光突触。e）上图为BCz/PVB点在不同强度光刺激后的磷光照片，其中红色虚线中的暗点表示微弱或无光刺激;白色虚线内的这种亮点代表强烈的光刺激。下图显示了BCz/PVA在不同强度的光刺激后的荧光粉照片。f） 不同强度的光刺激的示意图。灰色代表弱光刺激，绿色代表强光刺激。PVB薄膜对强弱刺激有反应，可以显示所需的信息。PVA薄膜对强弱刺激没有反应，无法显示有效信息。g） PVA 和 PVB 点的稳定性能。当暴露于水刺激时，PVA点阵会发生信息丢失（上图中的白色虚线圆圈），而PVB点阵对水刺激表现稳定。

    上海交通大学张江高等研究院未来材料创制中心和材料科学与工程学院联合培养的博士生管智豪为唯一第一作者，胡志宇教授为唯一通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金委员会等单位的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202507192