RIKEN可持續(xù)資源科學(xué)中心（CSRS）的一個(gè)研究小組成功地開(kāi)發(fā)了一種自修復(fù)材料，該材料在吸收光時(shí)也能夠發(fā)出大量熒光?！睹绹?guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》（Journal of the American Chemical Society）詳細(xì)介紹了這一發(fā)展，為發(fā)明有機(jī)太陽(yáng)能電池等新材料鋪平了道路，與現(xiàn)有版本相比，具有更強(qiáng)的耐用性。
突破自愈發(fā)光材料
想象一下，如果你的手機(jī)屏幕或太陽(yáng)能電池板在受到損傷后能夠自我修復(fù)，而且還能發(fā)出美麗的光芒，這將是多么令人驚嘆的事情！這就是RIKEN CSRS研究中心的科學(xué)家們所取得的成就。他們開(kāi)發(fā)的這種材料，不僅具有自我修復(fù)的特性，而且在吸收光線(xiàn)時(shí)能夠發(fā)出高量的熒光。
理化學(xué)研究所 CSRS 研究人員開(kāi)發(fā)的一種突破性自愈合熒光材料為更耐用的有機(jī)太陽(yáng)能電池和更廣泛的應(yīng)用提供了潛力，符合可持續(xù)消費(fèi)和生產(chǎn)的目標(biāo)。
2019 年，理化學(xué)研究所 CSRS 的侯兆民及其團(tuán)隊(duì)使用稀土金屬催化劑成功共聚了乙烯和異丙烯。由此產(chǎn)生的二元共聚物具有顯著的損傷自愈特性。這種共聚物的軟組分（乙烯和異丙烯的交替單元）與乙烯-乙烯鏈的硬結(jié)晶單元結(jié)合在一起，成為物理交聯(lián)點(diǎn)，形成了納米相分離結(jié)構(gòu)，這被證明是自愈合的關(guān)鍵。
由乙烯、異丙烯和芘乙烯基取代苯乙烯組成的三元共聚物花紋薄膜的熒光和自愈特性。資料來(lái)源：理化學(xué)研究所
在這一成功的基礎(chǔ)上，他們?cè)趩误w中加入了發(fā)光單元苯乙烯，然后形成了包括異丙烯和乙烯在內(nèi)的聚合物。這一過(guò)程只需一個(gè)步驟，就能合成具有熒光特性的自愈材料。
這種材料的潛力是巨大的。它可以用于制造更耐用的有機(jī)太陽(yáng)能電池，相比現(xiàn)有的版本，它們提供了更長(zhǎng)的使用壽命和更高的可靠性。而且，這種材料的用途遠(yuǎn)不止于此。熒光材料在有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OFET）等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
增強(qiáng)的特性和應(yīng)用
還有一個(gè)額外的驚喜。由此產(chǎn)生的共聚物不僅被證明是堅(jiān)韌的，而且在沒(méi)有外部刺激或能量的情況下表現(xiàn)出自我修復(fù)。其拉伸強(qiáng)度在 24 小時(shí)內(nèi)完全恢復(fù)，與二元共聚物相比具有很高的自愈速度。該材料即使在水、酸性和堿性溶液中也能夠自我修復(fù)，這意味著它可以在各種環(huán)境中使用。
共聚物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括由苯乙烯基芘單元和結(jié)晶乙烯-乙烯納米疇和由交替單元組成的軟鏈段形成的物理交聯(lián)點(diǎn)，促進(jìn)了自修復(fù)。
該材料還顯示出附加特性。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)光刻技術(shù)成功地將二維圖像轉(zhuǎn)移到熒光自愈膜上。盡管該圖像在自然光下仍然不可見(jiàn)，但在紫外線(xiàn)下卻可以識(shí)別，這表明該薄膜作為信息存儲(chǔ)設(shè)備的潛在應(yīng)用。即使在圖像上，該薄膜也保持了其出色的自愈和彈性特性。
“我們通過(guò)一步反應(yīng)合成的材料使我們能夠通過(guò)調(diào)整單體的組成來(lái)控制其光學(xué)和機(jī)械性能。我們認(rèn)為它可以為開(kāi)發(fā)在各種實(shí)際環(huán)境中具有高自愈能力的新型功能材料做出重大貢獻(xiàn)，“侯說(shuō)。這項(xiàng)研究與聯(lián)合國(guó)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDGs）相一致，特別是有助于“目標(biāo)12：確保可持續(xù)的消費(fèi)和生產(chǎn)模式”。
熒光（TADF）材料市場(chǎng)空間大 但受技術(shù)限制尚未完全商業(yè)化
OLED稱(chēng)為有機(jī)發(fā)光二極管，擁有輕薄、高對(duì)比度、柔性可彎曲等性能優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于智能手機(jī)、智能穿戴設(shè)備、筆電、平板、電視等領(lǐng)域。OLED屏幕具有自發(fā)光的特性，需采用非常薄的有機(jī)發(fā)光材料、玻璃基板、封裝材料、偏光片等材料組合而成。有機(jī)發(fā)光材料是OLED的核心材料之一，根據(jù)分子量和分子屬性的不同，有機(jī)發(fā)光材料分為高分子與小分子材料，其中TADF材料屬于小分子有機(jī)發(fā)光材料。
熱活化延遲熒光（TADF）材料是一種新型低成本、高效率的有機(jī)發(fā)光材料，被稱(chēng)為第三代有機(jī)發(fā)光材料。OLED有機(jī)發(fā)光材料發(fā)展了三代，第一代為熒光材料，發(fā)光率較低僅為25%左右，但是仍存在大量的應(yīng)用，特別是在藍(lán)光材料體系中；第二代是以銥（Ir）、鉑（Pt）、錸（Re）為代表磷光材料，發(fā)光效率接近100%，目前應(yīng)用較為廣泛，是紅色和綠色的主流發(fā)光材料，但是藍(lán)色磷光材料尚未商業(yè)化；第三代為T(mén)ADF材料，具有發(fā)光效率高和低成本的優(yōu)勢(shì)，但是由于材料結(jié)構(gòu)本身存在壽命、色純度等問(wèn)題，還未完全商用。
OLED作為L(zhǎng)CD之后最具潛力的新型顯示技術(shù)之一，近年來(lái)發(fā)展十分快速，市場(chǎng)滲透率持續(xù)上升。近年來(lái)OLED在智能手機(jī)市場(chǎng)中的滲透率持續(xù)增長(zhǎng)，在平板電腦、PC、TV等領(lǐng)域中的滲透率相對(duì)較低，這是由于小尺寸OLED產(chǎn)品技術(shù)更為成熟，中大尺寸OLED在使用壽命和成本方面存在缺陷。但是隨著技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，OLED在中大尺寸領(lǐng)域的滲透率也有望持續(xù)增長(zhǎng)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)京東方、維信諾、深天馬等面板廠(chǎng)商的OLED產(chǎn)能快速釋放，在全球市場(chǎng)中份額增長(zhǎng)，對(duì)于有機(jī)發(fā)光材料的需求也在持續(xù)增長(zhǎng)。
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