近日，中山大学潘梅课题组报道了基于D-π-A结构的金属有机超分子体系，受超分子自组装体中单光子及双光子吸收、重原子效应、π-π堆积、J-聚集效应等协同作用，首次实现了紫外、可见及近红外光激发下的长余辉发光性能。相关工作“Universal Reservior of UV, WL and NIR Light for Long Persistent Luminescence from a Metal-Organic Supramolecular Box”发表在Angew. Chem. Int. Ed.上（DOI: 10.1002/anie.201812708）。

长余辉发光（LPL）又称长持续发光，是指经过光源辐照后将光能加以储存，在关闭辐照后仍能保持一段时间发光的独特而迷人的光学现象。古代达官贵人们所追捧的夜明珠即属于此类发光现象。而今，长余辉材料在照明、显示、装饰、传感、防伪、军事夜视、生物成像等不同领域均具有广泛的用途。然而，目前的长余辉材料大多是稀土或贵金属掺杂的无机物，成本昂贵，合成条件苛刻，在结构和功能改性以及大规模生产方面具有局限性。近年来，基于有机分子基的长余辉材料逐渐问世，科学家们陆续报道了包括纯有机固体、主客体共晶、金属-有机杂化材料和金属-有机框架等不同类型的长余辉材料。但在这些材料中，长余辉的触发光源大多限于高能紫外光，虽然近期一些研究已逐渐拓展至可见光波段，但利用更长波段近红外光触发的长余辉材料仍属空白。

考虑到双光子激发荧光发射可以有效的将可见光及近红外光转化为高能发射，潘梅小组创制了同时具备优异单光子及双光子吸收性能的D-π-A构型三联吡啶衍生物，其由三联吡啶、联苯、四唑构成，进一步利用水热法与重金属Cd(II)配位，形成M₂L₂矩形盒。这种近乎平行的多芳烃形成强π-π作用，加之分子内及分子间C-H…π、C-H…N氢键作用，Cd₂L₂盒堆积成紧凑的三维结构，形成J聚合构象。这种分子堆积，有利于低能三重态的产生。与此同时,丰富的分子间和分子内相互作用力限制分子运动，减少非辐射能量耗散，有利于余辉发光。

配体的电子结构赋予这种基于D-π-A型配体的金属-有机超分子盒同时具有良好的单光子吸收（OPA）和双光子吸收（TPA）的双路径发光特性。在M₂L₂超分子盒中，配体的双路径发光得以保持，并通过金属中心的重原子效应，以及超分子组装中的π堆积和J聚集态得以强化、放大和优化。在该配位超分子盒材料中，不仅可以利用紫外（UV）或可见白光（WL）激发的OPA路径，同时可以有效利用低能近红外光（NIR）激发的TPA路径，经由不同激发单重态到三重态之间的能量转移过程，实现了蓝色荧光（F）、黄色磷光（P）、组合白光（WLE）、以及红色长余辉发光（LPL）的丰富发光现象。由此，在金属-有机材料中，首次获得了同时具有紫外、可见白光和近红外光的广谱光能蓄水池，并由此触发红色长余辉的多功能发光材料，可广泛应用于隐身、防伪、装饰、显示等不同领域。

（综合X-MOL、化学加 报道）