高效筛选室温磷光（RTP）主体材料的描述符

室温磷光（RTP）材料在有机发光二极管（OLED）、安全油墨和生物成像等领域有着广泛的应用。与荧光从最低单重态（S₁）发光不同，室温磷光一般从最低三重态（T₁）发射。磷光的寿命（毫秒至秒级）远大于荧光（纳秒级），易实现时间分辨成像。无重原子的有机磷光材料因其低价、易制备和环境友好等特点倍受关注。

形成室温磷光的主要挑战在于如何将吸收光子后的分子从单重激发态转化到三重态，并从T₁通过辐射跃迁退激到基态。这主要是由于单重态-三重态的系间穿越是自旋禁阻的。系间穿越对于无重原子的有机分子尤其困难。

构造室温磷光材料最简单有效的方法之一是将主体分子和少量的客体分子进行掺杂。尽管化学家已经合成了大量的主体和客体分子，筛选匹配主体和客体分子仍然大量依赖费时费力的试错法。可以理性指导筛选主客体分子的通用规则仍然缺失不足。

为解决上述挑战，来自新加坡科技设计大学、中科院大连化物所、陕西师范大学和南洋理工大学的学者合作发现了从高能激发态实现系间穿越（S_n → T_n → T₁）的机理（ISCHES）。这个机理极大地减小了室温磷光材料的筛选难度，并使量子化学计算能够成为筛选室温磷光材料的有力工具。

图1. 基于ISCHES机理的主体和客体室温磷光分子的计算机筛选。

基于ISCHES机理，团队构建出一个计算轨道能级差的通用描述符ΔE来快速筛选主体和客体分子。利用此描述符，团队筛选了大量的主客体组合并通过实验验证。相比传统的试错法，这种基于计算的方法可以有效地减少开发室温磷光材料的工作量。 

该工作发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。文章的第一作者是新加坡科技设计大学博士研究生Supphachok Chanmungkalakul与大连化物所和新加坡科技设计大学联合培养的博士后王超博士。本文的通讯作者为大连化物所的徐兆超教授和新加坡科技设计大学的刘晓刚教授。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

A Descriptor for Accurate Predictions of Host Molecules Enabling Ultralong Room-Temperature Phosphorescence in Guest Emitters

Supphachok Chanmungkalakul, Chao Wang, Rong Miao, Weijie Chi, Davin Tan, Qinglong Qiao, Esther Cai Xia Ang, Choon-Hong Tan, Yu Fang, Zhaochao Xu, Xiaogang Liu

Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202200546