自古以來，“夜明珠”被認(rèn)為是稀世珍寶，其因含有特殊的無機礦物元素而長時間發(fā)光的長余輝現(xiàn)象，也為歷代人所熱衷。近日，有機電子與信息顯示國家重點實驗室培育基地、江蘇省柔性電子重點實驗室、南京工業(yè)大學(xué)先進(jìn)材料研究院黃維院士領(lǐng)銜的IAM團(tuán)隊在有機合成材料中成功觀察到這種長余輝現(xiàn)象，研制出純有機的“夜明珠”。相關(guān)成果在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然—材料》（Nature Materials）上發(fā)表，引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。

“有機光電材料單線態(tài)和三線態(tài)激發(fā)態(tài)，因其高度活潑，其壽命在室溫下通常分別在納秒和毫秒量級，發(fā)光時間之短只能通過精密儀器才能測出來，人眼根本無法分辨。”黃維院士介紹，“我們設(shè)計并制備了多個系列的室溫單組份有機長壽命磷光材料，其激發(fā)態(tài)壽命長達(dá)秒級，不僅如此，我們還開創(chuàng)了一種新型數(shù)據(jù)加密方法，讓其加密效果通過裸眼就能直接觀察到。”

據(jù)介紹，該團(tuán)隊對純有機材料激發(fā)態(tài)壽命的調(diào)控，無需使用任何貴金屬和其它重元素（譬如銥、鉑、氘等元素）；通過對相關(guān)材料的分子設(shè)計和發(fā)光機理等研究發(fā)現(xiàn)，引入特殊的分子堆積方式（H-聚集）對實現(xiàn)有機長余輝發(fā)光具有重要作用；在此基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊成功實現(xiàn)了有機長余輝發(fā)光顏色從綠色到紅色大范圍可調(diào)，并將發(fā)光持續(xù)時間延長至56秒，從而研制出世界上首例室溫有機長余輝發(fā)光材料。

“有機長壽命發(fā)光材料是一類具有獨特發(fā)光機制的新型材料，該類材料集成了有機材料的柔性與余輝材料長壽命發(fā)光等優(yōu)點，在疾病診斷、生物細(xì)胞成像和貨幣防偽等光電子學(xué)各領(lǐng)域均具有重要意義。”團(tuán)隊成員陳潤鋒副教授說。

“該研究為有機光電功能材料的激發(fā)態(tài)調(diào)控提供了一條革命性的思路和途徑，有著廣闊的應(yīng)用前景。譬如在有機太陽能電池方面，延長激子擴散距離，從而提高器件性能；在生物領(lǐng)域，可以有效地消除背景熒光等等；在數(shù)據(jù)加密和信息防偽領(lǐng)域，可以實現(xiàn)無需精密儀器的裸眼觀測。以人民幣防偽為例，只需將太陽光照射后的人民幣移至暗處，就可看到不同顏色和不同持續(xù)時間的長壽命發(fā)光，實現(xiàn)顏色和壽命的雙重防偽。這一原創(chuàng)性研究成果對深入了解有機光電功能材料的發(fā)光行為具有重要的科學(xué)意義，同時也拓展了有機光電功能材料在數(shù)據(jù)加密方面的新應(yīng)用，發(fā)展了信息安全領(lǐng)域的新技術(shù)。”黃維院士評價說。

據(jù)悉，此項創(chuàng)新性研究工作是在江蘇-新加坡有機電子與信息顯示聯(lián)合實驗室框架下，由南京工業(yè)大學(xué)、南京郵電大學(xué)和新加坡國立大學(xué)三所高校的科研人員經(jīng)過多年的努力、通力合作完成。參加項目研究的還有新加坡國立大學(xué)化學(xué)系劉小鋼教授、鄧人仁博士，南京工業(yè)大學(xué)的安眾福博士、史慧芳博士以及南京郵電大學(xué)的鄭超、陶冶和李歡歡等。