激基复合物是一种在给体和受体分子间形成的分子间电荷转移激发态，能够在环境热能活化下产生反系间窜越和延迟荧光（TADF），近年来吸引了广泛的研究兴趣。传统的激基复合物体系通常由物理混合高浓度给体和受体分子进行制备，存在强相互作用和发光浓度淬灭；同时，给体和受体分子间作用也难以调控。如何获得隔离的单个激基复合物并调控给体和受体分子间相互作用一直是研究的难点。
图1 a) 分子结构；b) 1 wt.%掺杂PMMA薄膜发光光谱；c) 1 wt.%掺杂PMMA薄膜发光瞬态衰减曲线
近日，华中师范大学化学学院何磊研究员课题组首次利用静电作用（库伦吸引力）设计合成给体/受体对，并研究给体/受体对中形成的单个激基复合物性质。他们选用阴离子型咔唑类给体和阳离子型1,3,5-三嗪类受体，构建了给体/受体对DA-o，DA-m，DA-p和dPhDA-p（图1a），并通过改变三嗪类受体中咪唑嗡盐阳离子的取代位置（邻位、间位和对位），改变给体和受体间的距离和相对取向，从而调控激基复合物性质（图1b和c）。
图2 a) 研磨前（实线）和研磨后（虚线）粉末发光光谱；b) 研磨前和研磨后粉末发光图片；c) 研磨前和研磨后粉末X-射线衍射图谱。
在固体粉末状态下，DA-o、DA-m、DA-p和dPhDA-p表现出明显的压致变色现象（图2a和2b）。粉末X-射线衍射分析表明，压致变色主要是因为研磨破坏了粉末中的微晶结构（图2c）。此外，DA-o、DA-m、DA-p和dPhDA-p表现出由研磨导致或增强的TADF现象。dPhDA-p还被用作发光染料制备了湿法有机发光二极管（OLED）。器件结果表明基于静电作用构建的给体-受体对也是具有潜力的电致发光材料。该研究为设计单个激基复合物和构建新型给体/受体体系开辟了新途径。相关研究成果以华中师范大学为唯一通讯单位发表在Angewandte Chemie International Edition (IF=12.959)。
同时，研究中设计合成的阳离子型给体和受体分子经混合后也是一种本征离子型激基复合物体系。以该体系为主体构建的固态发光电化学池（LEC）是目前首次报道的兼具蓝光颜色稳定、高效和高亮度的蓝光LEC，且表现出相对较好的操作稳定性。相关研究成果以华中师范大学为唯一通讯单位发表在Advanced Functional Materials (IF=16.836)。
论文信息：
Lei He,* Rubing Bai, Renyou Yu, Xianwen Meng, Mingxing Tian and Xiaoxiang Wang. Donor/Acceptor Pairs Created by Electrostatic Interaction: Design, Synthesis, and Investigation on the Exciplex Formed within the Pair. Angewandte Chemie International Edition 2021, doi: 10.1002/anie.202013332
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202013332
Rubing Bai,+ Xianwen Meng,+ Xiaoxiang Wang, Lei He.* Color‐Stable, Efficient, and Bright Blue Light‐Emitting Electrochemical Cell Using Ionic Exciplex Host. Advanced Functional Materials 2021, 31, 2007167.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202007167
