传统发光聚合物问题凸显

传统的发光聚合物存在不少缺陷。首先，它们的发光波长较短，这在许多光显示领域难以满足需求。其次，荧光的持续发光时间较短，不适合长时间稳定发光的环境。此外，科学家对这种聚合物的发光原理了解有限，这极大地限制了其发展和应用，导致相关研究难以取得重大突破。

硅硼杂原子聚合物的独特性

硼和硅的电子结构独特，它们各自缺失了一对2p和3p轨道。这一特点极为关键。所以，含有硅硼杂原子的聚合物在光学性能上表现出色。这一发现给科学家们带来了新的希望，他们相信这或许能成为解决传统发光聚合物问题的钥匙，并为开发更优良的光学材料提供新的研究途径。

研究团队的重大成果

不久前，西北工业大学的颜红侠教授携手香港中文大学（深圳）的唐本忠教授，共同取得了一项科研上的重要进展。他们利用硅和硼原子，成功合成了一种新的红色荧光聚合物——超支化聚硼硅氧烷。这种聚合物不仅结构独特，而且在波长和寿命上超越了传统发光聚合物，为发光材料领域带来了新的生机。

聚合物的荧光性能表现

在研究聚合物纯样（P1至P4）的发光特性时，研究人员观察到了几个值得关注的点。他们发现，随着反应单体中二元醇的电荷密度提升，这些样品的发射光谱红移趋势明显。具体来看，这些样品的最佳发射波长分别为510、570、575和640纳米。当门控时间设置为1微秒，P4的发射峰位置未发生变动，不过其发射强度有所降低。这一情况说明，P4之所以能持续发光，是因为它产生了荧光而非磷光。在最佳激发状态下，P4的量子产率达到了6.87%。它不仅光稳定性良好，而且热稳定性同样出色。相比其他公开的非传统红色荧光聚合物，P4的表现在各方面都更为优越。

发光机理的深入研究

通过密度泛函理论计算和自然成键轨道理论分析，我们得知聚合物P1至P4的主链上，刚性的BO3平面和类似双键的Si-O键，有助于稳定空间中的相互作用。这种稳定性对红移发射有正面影响。特别是P4，其红色荧光主要来源于其刚性的结构形态和较强的空间n···n相互作用。研究显示，通过TD-DFT理论分析，P4一旦被激活，电荷分布便会出现显著扩散。此外，ΔEST的数值仅为0.08 eV，这个数值非常微小。这种特性有助于推动反系间窜越反应，进而使P4的荧光持续时间得到延长。

新机制与应用前景

研究结果表明，由双重杂原子引发的电荷离域效应以及空间中的n···n相互作用协同作用，能促进红色延迟荧光的释放。这种超支化聚硼硅氧烷具有独特性质，仅需提高其浓度，便能够同时提升荧光的亮度和红移发射波长的能力，非常适合应用于双重信息加密。这项研究引入了全新的设计理念，目的是研制出一种非传统的荧光聚合物。这种聚合物拥有较长的荧光亮度和更广的发射光谱。它具备广泛的应用潜力。

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