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能量中继机制（Energy Relay）为有机给-受体余辉体系实现超长余辉寿命提供清晰见解

提出在nDBTXPO:1% TMB薄膜中存在了S₁→T₁→T_n^*→nCT^*的逐级能量接力。该工作不仅阐明了激子转化与能量传递的协同机制，为超长余辉材料在信息加密、生物成像和防伪等领域的设计提供了普适性思路。

对于纯有机供体–受体（D–A）掺杂体系来实现超长余辉而言，目前对这一光学现象的理解仍存在不足。

通过合理结合“能量转移”与“电荷捕获”机制，在微量掺杂给体的室温磷光受体基质中，当给体与受体的单线态和三线态能级相近时，可形成类似给体-受体激基复合物的局域偶极结构，从而实现超长余辉现象。从这个角度出发，若将局域的给体-受体偶极视为一个整体，则这类体系可称为偶极掺杂的室温磷光基质。单分子第一三线态（T₁）通过多分子稳定化的三线态（T_n ^*）向偶极nCT^*态的能量逐步传递，最终产生超长余辉。nCT^*态构成了长余辉的基础，但T_n^*态在激发态能量传递过程中起着关键作用，从而实现超长余辉。

近日，黑龙江大学许辉教授领导的磷基光电功能材料团队设计制备了具有不同室温磷光特性的二苯并噻吩-氧化膦杂化材料nDBTxPO作为受体基质，为后续能量中继提供充足“储能”； 掺入N，N，N′，N′-四甲基联苯胺（TMB）作为给体后，nDBTxPO：1% TMB体系的余辉强度与持续时间与其稳定的三重态（T_n^*）特性密切围绕，研究团队创新性地提出“能量中继回路”策略，首次提出在28DBTDPO:1% TMB薄膜中存在S₁→T₁→T_n^*→nCT^*的逐级能量接力。

结果表明，28DBTDPO相较于2DBTSPO,4DBTSPO,46DBTDPO基质展现出更高占据数和能级更高的T_n^*态，从而在28DBTDPO：1% TMB体系中形成分步能量转移：S₁→T₁→T_n^*→nCT^*。这种从室温磷光基质到局部偶极子的能量传递机制，使得肉眼可见的余辉持续时间可达数十分钟。对于具有非稳定三重态或T_n^*能量低于nCT^*的PO基质，PO分子的T₁态直接向nCT^*态的能量转移成为主导过程，导致掺杂薄膜的余辉持续时间显著缩短。

这一发现为调控给体-受体掺杂体系的长余辉发光特性提供了便捷有效的方法，为设计长效运行的长余辉体系开辟了新思路.

Ultralong afterglow enabled by energy relay from room-temperature phosphorescent matrixes to local dipoles

Chunying Zhang, Guang Lu, Zicheng Wang, Ying Zhao, Yi Man, Jing Zhang, Chunbo Duan, Chunmiao Han and Hui Xu*

Nat. Commun. 2025, 16, 5935. DOI: 10.1038/s41467-025-60863-6