近日，材料學院彭鋒教授和青年教師呂保中共同指導的本科生大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目團隊在國際知名期刊“Journal of Colloid and Interface Science”（IF=9.4，中國科學院一區(qū)）發(fā)表題為“Facile preparation of full-color room temperature phosphorescence metal–organic framework via covalent ligand decoration”的學術(shù)論文。
金屬-有機骨架（MOFs）是一類有機-無機雜化晶體材料，因其多功能性而備受關(guān)注。目前，MOFs通常應用于氣體存儲與分離、催化及藥物遞送等領(lǐng)域，MOFs因其優(yōu)異的發(fā)光性能也引發(fā)廣泛研究。然而具有室溫磷光（RTP）特性的MOFs研究相對較少，尤其是多色RTP體系更為稀缺。傳統(tǒng)上常采用貴金屬和稀土元素作為金屬節(jié)點構(gòu)建RTP MOFs，但其磷光壽命通常較短（微秒至數(shù)毫秒）。為解決該問題并避免使用貴金屬和稀土元素，研究者通過配位誘導發(fā)光效應，將有機配體作為發(fā)光源設計MOFs。然而有機配體在自由態(tài)通常無法發(fā)射RTP，需借助剛性晶體環(huán)境實現(xiàn)磷光發(fā)射；且現(xiàn)有體系多呈現(xiàn)短波長的單色RTP，制約了RTP MOFs的發(fā)展。
針對上述挑戰(zhàn)，材料學院本科生大創(chuàng)團隊展示了一種無需重金屬的生物質(zhì)基全色RTP MOFs：通過γ-環(huán)糊精（γ-CD）配體修飾，成功構(gòu)建了具有全色長壽命本征RTP的MOFs體系。進一步通過鉀離子配位修飾后的γ-CD衍生物，構(gòu)筑了具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的全色RTP CD-MOFs。該智能材料因多重發(fā)光物種的形成而展現(xiàn)出激發(fā)波長依賴的動態(tài)余輝特性。此類CD-MOFs在先進的動態(tài)信息加密和防偽領(lǐng)域中展現(xiàn)出潛在應用價值。
基于配體修飾策略構(gòu)建生物質(zhì)基全色室溫磷光MOFs
論文第一作者為制漿造紙工程專業(yè)2021級本科生李仁武，研究由國家級大學生創(chuàng)新訓練項目支持（項目名稱：環(huán)糊精金屬有機骨架全色可調(diào)室溫磷光材料的構(gòu)建及應用研究，編號：202310022086）。李仁武及團隊本科生依托此項目參與中國國際大學生創(chuàng)新大賽（2024）獲北京賽區(qū)一等獎。
材料學院始終以立德樹人為根本任務，構(gòu)建了“大創(chuàng)項目+本科生競賽+導師制”的科研育人體系，實施“早進實驗室、早進項目、早進團隊”的培養(yǎng)機制，形成科教融合新生態(tài)。本科生第一作者發(fā)表高水平科研論文是第一類審核評估的重要指標，學院近年在本科生科研論文發(fā)表和學科競賽中取得顯著成果，彰顯了人才培養(yǎng)模式改革的成效。學院未來將持續(xù)完善林木生物質(zhì)領(lǐng)域復合型人才培養(yǎng)機制，通過構(gòu)建“科教育人新模式”，深化“樣板林”強基行動，為生態(tài)文明建設培養(yǎng)兼具家國情懷與卓越創(chuàng)新能力的領(lǐng)軍人才。
