[发明专利]将具有聚集诱导发光特性的高分子共价修饰的石墨烯复合材料制备固态薄膜光限幅器的方法

说明书

本发明属于有机发光材料、共价修饰石墨烯及其复合材料用于制备固态薄膜光限幅器技术领域，具体提供了一种将具有聚集诱导发光特性的高分子共价修饰的石墨烯复合材料制备固态薄膜光限幅器的方法，同时提供了具有聚集诱导发光特性的高分子与其共价修饰石墨烯及制备方法。本发明中通过Suzuki偶联聚合反应制备、含四苯基乙烯与芴官能团的具有聚集诱导发光特性的高分子，通过氮烯反应将其共价修饰到石墨烯表面，以及将得到的石墨烯复合材料用于制备固态薄膜光限幅器。所得的石墨烯复合材料具有优异的溶解性，突出的光学性质以及电荷传输性质，以其所制备的固态薄膜光限幅器具有优异的光学响应，这赋予其在光电器件方面有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于有机发光材料、共价修饰石墨烯及其复合材料用于制备固态薄膜光限幅器技术领域，具体提供了一种具有聚集诱导发光特性的高分子与其共价修饰石墨烯及制备方法，同时提供一种基于具有聚集诱导发光特性的高分子共价修饰的石墨烯复合材料的固态薄膜光限幅器及其制备方法。

背景技术

具有聚集诱导发光(AIE)特性的大分子是一类有机发光材料，相对于传统的有机发光材料，AIE作为一种新型的光学材料设计理念和理论，不仅具有传统有机发光材料结构确定、容易提纯等特点，且具有良好的溶解性、可加工性、聚集状态下的高发光效率等，以及其在有机电致发光二极管、化学传感器、生物荧光标记等领域有着巨大的潜在应用价值引起了国内外化学和材料学家的广泛研究兴趣。在实际应用中很多发光材料的使用是在聚集状态，如纳米颗粒，固态薄膜等条件下进行的，香港科技大学唐本忠教授发现与命名的这一聚集诱导发光现象的出现，攻克了此前大多数有机发光材料在溶液中是发光的，但在聚集状态下的发光会大大降低甚至是不发光这一难题。然而，AIE材料的优势能否解决目前实际应用中遇到的问题，才是体现AIE价值的关键。通过实验和理论计算表明，导致AIE现象的主要原因是分子在溶液状态下由于分子内转动导致的非辐射能量衰减在聚集状态下得到了抑制，化合物的激发态主要以辐射发光的方式进行衰减，从而使分子的发光大大增强。诱导发光现象的发现可以很好地解决聚集导致的荧光淬灭问题，在许多交叉学科都有广阔的应用前景，引起了国内外科研人员的强烈兴趣。AIE材料显著的优势是其在聚集态下的高效发光，而聚集态恰好是发光材料在实际应用中最为常见的形式。如，OLED中的发光材料在柔性显示和照明领域的应用前景几乎完全依赖于其发光层薄膜的光学性质只有高的固态发光效率才是其能最终走向市场的保障。生命体系和自然环境多以水为介质，而有机荧光分子大都具有疏水特性，导致传统染料在固态或聚集态应用时效率大大降低。AIE分子却可以在特定的底物诱导下形成聚集体，荧光效率出现显著的增加甚至由暗到明的突跃，从而实现对刺激源的定性分析和定量检测，使高品质的活体成像和高灵敏度的在线传感监测变得更加容易。由于聚集诱导发光现象的优越性及其广阔潜在的应用价值，使得国内外众多研究组对其充满兴趣并开发出越来越多的AIE体系，至今已开发出从蓝光到红光覆盖整个可见波长范围的AIE体系，并制成高效的发光器件和生物传感器。近些年AIE材料几乎在众多发光材料领域得到应用，如作为对刺激(pH、温度、溶剂、压力等)特异性响应与可逆性传感的智能材料、可调谐折射率的液晶或偏振光材料、高效率的OLED显示和照明材料、光波导材料、选择性生化传感材料、痕迹识别型材料以及在生物体系中的细胞器、病毒或细菌、血管成像材料等。其中，AIE荧光探针在细胞器特异成像和长效追踪等领域的应用备受期待。