[发明专利]一种基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体及其制备方法和其应用

说明书

本发明涉及一种基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体及其制备方法和其应用，该柔性材料以二苯甲酮为核，以不同长度烷氧基链作为取代基团，通过缓慢挥发溶剂的方法培养得到所述的柔性室温磷光晶体材料。本发明制备的柔性晶体材料原料廉价易得、制备方法简便，其中塑性晶体可任意弯曲，弹性晶体可可逆弯曲至圆心角138°。本发明制备的材料兼具室温磷光及柔性性质，能够应用于可穿戴的柔性光电器件、显示材料、信息存储材料或防伪材料等方面。

技术领域

本发明涉及有机光电功能材料领域，尤其涉及一种基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体及其制备方法和其应用。

背景技术

由于二苯甲酮本身独特的光化学特性和易合成提纯以及大量制备的特点，其在生物化学、生物有机化学和材料科学中得到了广泛应用。

作为一种典型的有机三重态敏化剂，一般情况下365nm的光辐照会使二苯甲酮发生n-π^*跃迁(从基态到S₁态)，随后通过高效的系间穿越实现S₁→T₁的转换(ISC，)，从而发射磷光。2009年，唐本忠院士课题组首次报道了二苯甲酮在结晶之后其磷光寿命达到316μs，磷光量子产率15.9％；其进一步通过重原子和氨基取代基的引入，揭示了其特殊的发光机制，即认为有序的分子堆积排列和多种特殊的分子间相互作用，如C-H···O、N-H···O和C-H···π氢键与C-H···X(X：F，Cl，Br)和C-Br···Br-C等协同诱导了二苯甲酮扭曲的分子构象，并有效抑制其芳香环的旋转与振动，减少了其非辐射跃迁，提高其发光效率。

由此可见，传统的纯有机小分子的室温磷光性质强烈依赖于单晶形式，然而大部分晶体在外力的作用下容易发生断裂或破碎，阻碍了其在柔性器件、可穿戴设备等领域方面的应用。

因此，如何设计并合成柔性的纯有机室温磷光晶体材料成为此领域的研究要点。如Reddy等人报道了一系列具有弹性和塑性的有机小分子晶体，并发现一些弯曲的晶体依然保证了晶体本身的完整性，即使在极端的弯曲角度下，也不会对微观晶体排列造成太大的损害，实现了柔性单晶的构筑。

发明内容

针对上述问题，现提供一种基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体及其制备方法和其应用，旨在提供一种可应用于可穿戴设备中的具有良好弹性或塑性的磷光晶体。

具体技术方案如下：

本发明的第一个方面是提供一种基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体，具有这样的特征，其结构如下式所示：

其中，R为C3-C10直链烷基或甲基或乙基。

本发明的第二个方面是提供一种上述基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体的制备方法，具有这样的特征，以二羟基二苯甲酮与烷基溴反应并经硅胶柱纯化后再进行培养获得，其中，培养方法为：

1)当R为甲基、壬烷基或癸烷基时，将化合物按照化合物/混合溶剂＝1-1.5mg/mL溶解于混合溶剂中，缓慢挥发溶剂，即可得一种基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体；其中，混合溶剂由石油醚/乙酸乙酯按体积比(10-15):1混合形成；

2)当R为乙基时，将化合物按照化合物/良溶剂＝20mg/mL溶解于三氯甲烷中，再以化合物/不良溶剂＝3-4mg/mL向其中加入正己烷，缓慢挥发溶剂，即可得一种基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体；

3)当R为丁基时，将化合物按照化合物/良溶剂＝4mg/mL溶解于丙酮中，缓慢挥发丙酮，即可得一种基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体；

4)当R为戊烷基时，将化合物按照化合物/良溶剂＝6-10mg/mL溶解于乙酸乙酯中，再以化合物/不良溶剂＝3-4mg/mL向其中加入正庚烷，缓慢挥发溶剂，即可得一种基于二苯甲酮类的柔性室温磷光晶体；