クリックケミストリーを用いた効率的なポリマーベース室温蛍光のための大規模調製

Large-scale preparation for efficient polymer-based room-temperature phosphorescence via click chemistry.

• R Tian
• S-M Xu
• Q Xu
• C Lu

抄録

効率的なポリマーベースの室温蛍光（RTP）材料を実現するためには、ポリマーマトリックスに蛍光体を共有結合的に埋め込むことが最も魅力的なアプローチとして登場した。しかし、非効率な結合工学と時間のかかる共有結合反応のため、大規模にRTP材料を作製することはまだ非常に困難である。本研究では、ボロン酸修飾蛍光体とポリヒドロキシポリマーマトリックス間のB─Oクリック反応を利用したスケーラブルなRTP材料の作製法を提案した。第一原理分子動力学シミュレーションにより、蛍光体が効果的に固定化され、その結果、非放射遷移が抑制され、活性化されたRTP発光が得られることを示した。これまで報告されている共有結合時間が数時間であるのに対し、このようなB─Oクリック反応は周囲環境下で20秒以内に達成できることがわかった。開発された戦略は、簡単なクリック化学の導入により、ポリマーベースのRTP重合体の建設を簡素化した。この成功は、RTP材料のスケールアップ生産のためのヒントと可能性を提供しています。

To achieve efficient polymer-based room-temperature phosphorescence (RTP) materials, covalently embedding phosphors into the polymer matrix appeared as the most appealing approach. However, it is still highly challenging to fabricate RTP materials on a large scale because of the inefficient binding engineering and time-consuming covalent reactions. Here, we have proposed a scalable preparation approach for RTP materials by the facile B─O click reaction between boronic acid-modified phosphors and polyhydroxy polymer matrix. The ab initio molecular dynamics simulations demonstrated that the phosphors were effectively immobilized, resulting in the suppressed nonradiative transitions and activated RTP emission. In comparison to the reported covalent binding time of several hours, such a B─O click reaction can be accomplished within 20 s under ambient environment. The developed strategy simplified the construction of polymer-based RTP polymeric materials by the introduction of facile click chemistry. Our success provides inspirations and possibilities for the scale-up production of RTP materials.

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