近日，化学与制药工程学院 2024 级硕士研究生白雪以第一作者身份，连续在国际材料科学领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》（影响因子 19.9，JCR 1 区）和《Advanced Science》（影响因子 14.1，JCR 1 区）发表两项关于纯有机超长室温磷光材料的重要研究成果，论文题目分别为Unlocking Robust Multimodal Room-Temperature Phosphorescence Afterglow Through in Situ Aqueous Cyclodextrin Supramolecular Assembly和Tunable Reversible Photochromic Ultralong Organic Phosphorescence via a Universal Phenylpyridine Noncovalent Assembly Strategy。两项成果前后呼应、层层递进，实现了超分子磷光材料从静态多形态稳态发光到动态光控可逆调控的关键突破。
纯有机超长室温磷光材料因兼具长寿命发射、大斯托克斯位移、低毒性与可溶液加工等特性，被视为下一代光子学材料的重要候选，在信息防伪、时间分辨成像、柔性显示等领域具有不可替代的应用价值。然而，三重态激子本身的脆弱性始终是制约其发展的核心难题：分子的振动、转动以及水分子、氧气的碰撞都会引发严重的非辐射淬灭，导致水相体系中磷光效率极低、寿命极短；同时，现有高性能磷光材料多依赖晶态或刚性基体，宏观形态单一、加工适应性差，且光响应功能所需的分子构象自由度与磷光发射所需的刚性限域环境存在天然矛盾，难以实现多功能集成。
针对这一系列瓶颈，化学与制药工程学院代现银博士、葛燕青教授团队在前期围绕超分子水凝胶、非共价组装及生物成像开展的系统研究基础上（Adv. Mater. 2024, 36, 2409983; Adv. Mater. 2025, 37, 250114; Adv. Opt. Mater. 2025, 13, 2500624; Adv. Opt. Mater. 2025, 13, e02379; Mater. Chem. Front. 2025, 9, 3139），依托非共价相互作用的动态可调性，以环糊精主客体识别为核心构筑基元，先后实现了多形态稳态磷光体系的构建与光控动态磷光体系的突破，推动材料性能从静态稳定发光向智能可逆调控迈出关键一步。
在《Advanced Functional Materials》发表的研究中，团队提出一种水相原位一步组装策略：以 α- 环糊精为主体、4 - 联苯甲酸为客体，仅通过室温下的简单混合，即可借助主客体包合与氢键协同作用，在水相中直接形成稳定的超分子水凝胶，并可通过脱水、溶剂置换等方式进一步转化为固体超分子和深共晶流体，实现了三种宏观形态的可控切换，打破了传统磷光材料形态单一的桎梏。性能测试显示，该水凝胶在空气环境中即可发出肉眼可见的绿色长余辉，磷光寿命达 0.94 s；转化为固体超分子后，寿命进一步提升至 1.17 s，光致发光量子产率高达 57.8%，即便在流体状态下仍保持优异的长寿命磷光性能。机理研究表，α- 环糊精的疏水空腔对 4 - 联苯甲酸分子的精准包合，以及客体羧基与主体羟基之间形成的致密氢键网络，共同构建了一个刚性且疏水的限域微环境，既从空间上限制了磷光分子的振动与转动，又有效隔绝了水分子和氧气的淬灭，从而在水相中解锁了稳定的多模态磷光余辉。该材料还展现出优异的可加工性与可注射性，可通过注射器直接书写形成高精度磷光图案，在多光子磷光成像、信息安全加密等领域具有广阔应用前景，为超分子磷光材料从实验室走向实际应用提供了新的设计范式。
在解决了 “稳态发光” 与 “多形态适配” 问题的基础上，团队进一步向 “动态调控” 这一更高难度的目标发起挑战。在《Advanced Science》发表的研究中，团队提出一种基于苯基吡啶衍生物与 α- 环糊精的通用超分子组装策略，首次在单一体系中同步实现了高效超长磷光与可逆光致变色，破解了长期以来光响应性与刚性限域难以兼容的核心矛盾。研究表明，尺寸匹配的 1:1 主客体包合与氢键协同作用，为苯基吡啶磷光体构筑了高度有序的刚性超分子网络，不仅将三重态激子的非辐射衰减降至最低，实现了 53.1% 的高量子产率和最长 857 ms 的余辉寿命，还通过光诱导电子转移过程原位生成了稳定的自由基物种。与传统依赖顺反异构、关环开环等分子构象大尺度转变的光致变色机制不同，这种自由基介导的光致变色无需分子结构的剧烈变化，仅通过电子态的转变即可实现颜色的可逆切换，材料在紫外照射下由白色迅速变为深蓝色，在暗处放置后可自发恢复原状，循环稳定性优异。更具创新性的是，这种可逆光致变色可作为 “光学开关”，对磷光的发射强度和寿命进行精准的动态调控；结合取代基工程，团队还实现了从 224 ms 到 857 ms 的宽范围磷光寿命可调及多色光致变色，为构建多级信息加密、时间分辨光图案化等智能光子器件提供了理想的材料平台。
化学与制药工程学院 2024 级硕士研究生白雪为论文的第一作者，山东第一医科大学为唯一完成单位。该系列研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、泰山学者青年专家、山东第一医科大学青峰计划等项目的资助。
论文链接：
1. https://doi.org/10.1002/adfm.75889
2. https://doi.org/10.1002/advs.76554
