有机光热转换功能材料由于在光热治疗(PTT)、光热/光声(PT/PA)成像、光热电子器件和形状记忆设备等各个领域都具有巨大的应用潜力,引起了众多研究者的关注。到目前为止,有机光热材料主要研究对象是卟啉、吲哚菁绿等分子和聚苯胺、聚吡咯等聚合物。为了制备更多的高性能光热材料,研究者从两方面进行改进:一方面是通过延长分子共轭长度或共价连接电子给体和电子受体片段,另一个是通过增强猝灭作用或增加自由基的浓度来抑制辐射跃迁过程。然而,复杂的设计和繁琐的合成限制了有机光热转换领域的发展。因此,有必要开发新型光热材料来满足日益增长的光热材料的应用需求。
近日,天津大学胡文平教授和张小涛副研究员(共同通讯作者)课题组开发了一种简易的制备共晶的方法,并首次将其作为近红外光热(PT)转换和成像的材料。在近红外激光照射下,共晶体的温度在很短的时间内迅速增加到71.3℃,具有高效的光热转换效率(η=18.8%),飞秒瞬态吸收光谱揭示其机理是由于活跃的非辐射途径和抑制辐射跃迁过程。该首次报道的光热转换共晶具有良好的应用前景。
(a) DBTTF和TCNB以及共晶DTC的分子结构,以及它们的粉末形态;(b) DTC的TEM图像;(c) DTC对应的选区电子衍射图像;(d) DBTTF和TCNB以及共晶DTC的XRD图谱;(e) DTC共晶的晶体结构
(a) 光热转换测量图示;(b) 共晶在808激光照射下的光热转换曲线;(c) 共晶的瞬态吸收光谱;(d) 共晶在850 nm、900 nm、1000 nm处的时间吸收曲线;(e) 相应的拟合寿命值;(f) 推测可能的发光机理(Jablonski图)。