柔性电子是新一代信息技术的关键支撑技术,但其核心材料长期存在难题:高结晶材料光电性能好但易断裂,柔性聚合物可弯曲但光电性能不足。共轭有机框架(COFs)是下一代光电材料的潜力候选者,不过传统COF材料的结晶性、柔韧性和光电性能难以兼顾,且存在发光效率低、薄膜质量差等问题,限制了其在光电器件中的应用。
南京邮电大学赖文勇教授团队提出界面预组装定向生长(IPOG)策略。通过引入功能性基团调控分子界面预组装行为,在油水界面处,亲疏水基团协同作用使单体定向排列,形成有序预组装层,再经乙酸催化的液 - 液界面聚合,制得厚度可控、面积达20cm的柔性晶态光电薄膜。该薄膜可承受反复弯折甚至拉伸,突破了传统晶态材料的力学极限。
研究显示,通过引入柔性侧链,材料层间距扩大,抑制了发光猝灭现象,使固态薄膜的发光量子产率提升60倍。基于该薄膜构建的COF基柔性OLED原型器件,光电转换效率达同类器件最高水平,发光颜色还可通过电压调控实现从深蓝到白光的连续变化。
该研究成果为平衡材料结晶性与柔韧性提供了新思路,开拓了共轭有机框架材料器件化应用新方向,为“泛在显示”智能生态系统的构建奠定了关键材料基础。
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