長余輝發(fā)光是一種特殊現(xiàn)象，在去除激發(fā)光源后，材料可以在一段時間內(nèi)持續(xù)發(fā)光。具有這種特殊性能的材料在生物成像、傳感器、顯示、信息存儲和安全加密的應用引起了廣泛關注。為了實現(xiàn)有機長余輝（OLPL），需要解決兩個關鍵因素。一種是提高從激發(fā)單重態(tài)轉換為激發(fā)三重態(tài)的系間竄越（ISC）速率，另一個是**三重態(tài)激子（T1）向基態(tài)（S0）的非輻射躍遷過程。基于這兩個原理，在室溫和空氣中獲得OLPL的策略包括主-客體體系、H聚集、與金屬有機框架集成、結晶、鹵素鍵和在聚合物基質(zhì)中摻雜。盡管通過這些方法獲得了一些壽命長、高量子產(chǎn)率的OLPL材料，但它們大多數(shù)在不同激發(fā)波長下激發(fā)只能發(fā)出相同顏色的磷光。根據(jù)Kasha規(guī)則，S2、S3、…、Sn或T2、T3、…、Tn將通過內(nèi)部轉換迅速達到低激發(fā)單重態(tài)（S1）或低激發(fā)三重態(tài)（T1）。從S1到S0的躍遷釋放出熒光，或者從T1到S0的躍遷發(fā)出磷光。因此，許多OLPL材料只能在不同的激發(fā)波長下發(fā)出相同顏色的磷光。

重慶理工大學楊朝龍教授和新加坡南洋理工大學趙彥利教授課題組合成了兩種新型的聚磷腈衍生物，將它們與聚乙醇（PVA）制備成薄膜后成功在大氣環(huán)境下得到余輝時間超過12s的聚合物長余輝材料（PLPL）。通過原子力顯微鏡等研究方法證明，磷光體會在PVA薄膜中形成不同尺寸的形態(tài)，不同尺寸的聚集形態(tài)對應著不同的發(fā)射中心，所以材料在經(jīng)過不同波長的紫外光激發(fā)后產(chǎn)生不同顏色的長余輝。同時由于空氣中的水分子對長余輝有猝滅效果，當材料在大氣環(huán)境中存放一段時間后長余輝會逐漸消失。但是通過加熱的方式又可以使其恢復，實現(xiàn)了一種動態(tài)循環(huán)的效果。這種動態(tài)的激發(fā)依賴性長余輝材料在信息存儲、防偽、顯示、安全加密和傳感方面顯示出廣闊的應用前景。

這項工作為設計大氣環(huán)境下的激發(fā)依賴性聚合物長余輝材料提供了一種新的思路。相關論文發(fā)表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201907355)上。