a） 显影传感器分子的化学结构，b） 添加氟离子时溶液颜色变化，c） 添加氟离子时的发光颜色变化。d） 通过添加氟离子制备的高分子薄膜的发光。图片来源：武田洋平

创新电子学是现代塑料众多应用之一。一些近期研究利用塑料提升显示技术的色彩真实感。

现在，在最近发表在《天化学国际版》上的一项研究中，大阪大学及其合作伙伴开发出一种硼烷分子，在与氟结合时表现出异常的光发射。将其分子融入普通塑料非常简单，因此成为电子显示和化学传感应用的多功能材料。

一类称为三粒基硼烷（TAB）的分子具有光化学特性，在光学中非常有用。例如，当与氟化物等阴离子结合时，TAB电子结构的破坏通常会对光发射产生两个影响：缩短波长（蓝移）和降低光强（关断响应）。

延长发射波长（红移）几乎是前所未有的，因为对应的设计原理尚不可得。研究人员旨在解决的问题是开发一种表现出红移感应响应且易于集成于塑料电子及类似技术中的新型TAB芯片。

“我们的硼基传感器在与氟化物等阴离子结合时表现出红移反应，”该研究的主要作者青田苗解释道。“我们的方法基于缩小基态分子的轨道能隙，并通过将TAB从电子受体转变为供体的角色，增强激发态中的电荷转移。”

研究人员的一个亮点是将TAB-氟化物轻松掺入聚苯乙烯和聚（甲基丙烯酸甲酯）聚合物薄膜。聚合物基质并未影响红移光的发射。事实上，有一部胶片展现了温暖的白光——这是一种非常渴望的特性，能模拟阳光。此外，光发射的颜色可以通过调整添加氟的量来精细调节。

资深作者武田洋平表示：“我们对薄膜的多样性感到兴奋。”“我们可以利用苯那硼化物的双极性制备从蓝色到近红外的塑料薄膜，用于显示和超灵敏阴离子检测。”

这项工作是电子显示技术的重要进步。此外，通过调节TAB的选择性以适应阴离子结合（即即使存在其他潜在竞争阴离子，也仅检测到一种阴离子类型），将使备受追捧的传感技术应用更加直接。

更多信息：Nae Aota 等，《三雅基苯烷衍生物中的阴离子响应比色与荧光红移：苯那波林作为路易斯酸和电子供体的双重作用》，Angewandte Chemie 国际版（2024年）。DOI： 10.1002/anie.202405158 

期刊信息：Angewandte Chemie 国际版 

由大阪大学提供