近日，中國科學院大連化學物理研究所分子探針與熒光成像研究組研究員徐兆超團隊與新加坡科學設計大學教授劉曉剛合作，發現了電子從高能激發態實現系間穿越（Sn Tn T1）的機理（ISCHES），并據此構建出計算軌道能級差的通用描述符“ E”，以實現高效理性地篩選室溫磷光（RTP）主體材料。
基于ISCHES機理的主體和客體室溫磷光分子的計算機篩選
室溫磷光材料在有機發光二極管（OLED）、數字加密和生物成像等領域有著廣泛的應用。無重原子的有機磷光材料因其低價、易制備和環境友好等特點倍受關注。由于單重態-三重態的系間穿越是自旋禁阻的，形成室溫磷光的主要挑戰在于如何將吸收光子后的分子從單重激發態轉化到三重態，并從T1通過輻射躍遷退激到基態。但是，無重原子的有機分子系間穿越十分困難。
構造室溫磷光材料最簡單有效的方法之一是將主體分子和少量的客體分子進行摻雜。盡管化學家已經合成了大量的主體和客體分子，但是，篩選匹配主體和客體分子仍然大量依賴費時費力的試錯法。因此，可以理性指導篩選主客體分子的通用規則仍然缺失不足。
本工作中，基于ISCHES機理，合作團隊構建出一個計算軌道能級差的通用描述符“ E”來快速篩選主體和客體分子。利用此描述符，團隊篩選了大量的主客體組合并通過實驗驗證。相比傳統的試錯法，這種基于計算的方法可以有效地減少開發室溫磷光材料的工作量。
相關成果以“ A Descriptor for Accurate Predictions of Host Molecules Enabling Ultralong Room-Temperature Phosphorescence in Guest Emitters”為題，于近日發表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。該工作的第一作者是新加坡科技設計大學博士研究生Supphachok Chanmungkalakul和大連化物所博士后王超。上述工作得到國家自然科學基金、大連化物所創新研究基金等項目的資助。
