[发明专利]一种双发光有机荧光温度传感薄膜及制备方法

说明书

本发明公开了一种双发光有机荧光温度传感薄膜及制备方法，所述有机荧光温度传感薄膜，由一种有机荧光化合物共混材料与一种聚合物制备得到。所述有机荧光化合物共混材料由三芳基磷氧化合物和大斯托克位移化合物共混得到。三芳基磷氧化合物作为蓝光材料，在高温下具有稳定发光的性质，另一种荧光材料具有大斯托克位移，其发光峰波长大于蓝光材料，其吸收峰波长小于蓝光发射波长。本发明所述的有机荧光温度传感薄膜，首次在固体有机薄膜领域，实现了通过肉眼色度识别来进行温度分布检测，可以为固体刚性或柔性形式，可用于不同环境下的实时温度检测，具有很宽的检测范围以及热分布梯度响应性质，可通过光谱仪或色度仪实现温度检测。

技术领域

本发明属于化合物合成领域及光学领域，涉及一种一种可肉眼识别的双发光有机荧光温度传感薄膜及制备方法。具体涉及一种基于两种不同荧光颜色的有机荧光化合物共混材料制备得到的有机荧光温度传感薄膜，所述有机荧光化合物共混材料由三芳基磷氧化合物和大斯托克位移化合物共混得到。

背景技术

传统膨胀式温度传感器，基本都是单点测量，无法用于复杂环境，不适合大尺寸、宽领域条件；传统红外温度传感器只能测量物体表面的温度，且被测物体频率需要确定，会收到中间媒介物质的干扰。传统的温度传感器还会受到自身的影响，易受到环境因素干扰，无法进行大面积和微环境(细胞和微流体)中实现梯度和原位空间温度测量，复杂的被测表面也无法利用柔性性质进行检测。相较于传统温度传感器，有机荧光温度传感薄膜及传感器，由于自身的柔性特质、成膜性好、分子级别的发光特性等特点，有望用于高空间分辨率的温度检测，可以有效的解决上述传统温度传感器存在的问题。另外，相对无机荧光材料，有机荧光材料结构变化灵活性大，发光效率高，发光颜色范围广泛，成膜性好，可用于大面积制备，因此基于有机发光材料的有机荧光传感器也一直是人们感兴趣的热点。

通常境况下，荧光分子作为温度传感器进行温度测量的信号读取方法有三种。第一种方法是测量荧光强度，这种方式是最常见的方法，但由于受到背景荧光以及仪器波动的影响，这种方法精确度比较低；第二种方法是测量荧光寿命，但是成本较高，测量时间长，需要进行复杂的数据分析；第三种方法是比率法测量，这种方法干扰因素较少，数值变化明显，直观明了，方便快捷，不需要复杂的过程和额外的计算校准。

然而，虽然荧光比率法有利于扣除系统自身波动带来的测量误差，但多数在溶液状态呈现双发光的单个荧光化合物到了固体状态下双发光的变化性质就变得极为不明显，基本不能用于固体检测系统。现有技术曾选用一个随温度升高衰减慢的荧光化合物与另一个随温度升高衰减快的荧光化合物进行共掺(Journal of the American ChemicalSociety,2001,123(40):9898-9899)，但通常会因为两者之间发生能量传递作用而使得两个化合物之间互相影响，使得其原本在各自独立状态下随温度响应的差异性不能显现，无法各自独立地呈现掺杂以前原本差异显著的光学、热学特性，一般只能用于较小温度变化范围的检测。另一方面，目前传统有机荧光材料通常随温度的升高荧光强度急剧衰减，一般不能用于较高温度范围的检测。因此，实现双(多)组分的掺杂有机固体系统在较大温度范围和高温区域的检测是目前的技术难点。

发明人前期发现，具有激发态分子内电荷转移性质的三芳基磷氧化合物在溶液状态可以在高温区域呈现稳定的双发光性质(深蓝光和浅蓝光)，随温度的升高荧光强度几乎不衰减(发明专利：基于三芳基磷氧化合物及其制备方法和应用，申请号201710071565.2)。而在固体状态下，浅蓝光发光强度远低于深蓝发光强度，固体薄膜发光光谱只呈现单一的深蓝光发光性质。但其固体薄膜保持了高温下荧光性质稳定的特性，随着温度的升高，荧光衰减的速度远低于一般有机化合物。在固态高温紫外照射下可以发出稳定的蓝光，这些性质使得三芳基磷氧化合物有很好的光学和电学性质，在固态温度传感领域有很好的发展前景。在此基础上，通过掺杂加入大斯托克位移的长波长低能发光材料，就可以实现没有能量传递的、无干扰的、可实现大面积温度分布检测的、可应用于曲面或柔性基底的能够应用于大范围和高温区域温度检测的固体有机共混双发光的温度传感薄膜。