中科院上海有机化学研究所张卡卡课题组通过分子设计，实现了传统的室温磷光发光向热激活延迟荧光的转变，获得的发光掺杂剂-有机基体双组分室温磷光材料同时具有长寿命和高效率的特性。

有机室温余辉材料是一类重要的发光材料，这种材料可以在激发光源撤去后，仍然保持发光。这类材料在防伪、生物成像、氧气浓度测定等方面有着重要的应用前景。当前，制备具有长寿命且高效率的红色有机室温余辉材料仍然是一个挑战。

磷光是发光分子经激发光源照射后，分子经单线态激发态进入三线态激发态，随后缓慢返回基态所产生的光。具有高效率且长寿命的室温磷光材料需要满足以下要求：（1）高效系间窜越（ISC），使发光分子易进入三线态激发态；（2）低磷光发射速率（k_P）；（3）低非辐射失活（k_nr）和低氧气淬灭（k_q），减少三线态激发态的失活和淬灭过程。

根据上述要求，中科院上海有机化学研究所张卡卡课题组设计了一种双组分体系，该体系选择含荧蒽的二氟化硼β-二酮化合物为发光掺杂剂YNBF₂和YNNN，苯甲酸苯酯(PhB)和4-甲氧基二苯甲酮（MeOBP）作为有机基体，构筑了YNBF₂-PhB和YNNN-MeOBP材料。发光掺杂剂YNBF₂和YNNN是通过本组开发的级联反应合成的（图1），该反应非常简单、实用、直接。YNBF₂-PhB体系有以下优点：（1）发光分子具有分子内电荷转移（CT）特性，可以缩小单线态和三线态之间的能隙（ΔE_ST），以提高ISC；（2）发光分子和有机基体之间的偶极-偶极相互作用，也可以缩小ΔE_ST，提高ISC；（3）有机基体提供的刚性环境，可以降低非辐射失活（k_nr）和氧气淬灭（k_q）。YNNN-MeOBP体系也有上述优点，除此之外，多个给体-受体的设计进一步缩小ΔE_ST，提高ISC的同时产生反向ISC（RISC）过程，即热激活延迟荧光（TADF），且发光红移；实验结果表明，YNBF₂-PhB通过传统的RTP发光机理产生磷光，YNNN-MeOBP体系通过TADF机理发光。根据报道，TADF型有机余辉材料的一个重要特征是有适中的k_RISC，在YNNN-MeOBP体系中，适中的k_RISC（10^-1 to 10¹  s^-1）足以捕获足够的三线态能量，展现出616 nm的余辉发射，余辉效率高达13.1%，寿命约0.1 s。这样的红色有机余辉材料同时具有高效率和长寿命的特性。

本工作表明通过分子设计和有效的有机基体选择可以获得具有不同特性的室温余辉材料。此类室温余辉材料和相应的设计策略对于高性能有机余辉体系的构筑及其未来应用都具有重要作用。