余辉发光是一类独特的光物理现象，是指材料在撤去激发光源后仍然能够持续发光一段时间。有机余辉材料由于其具有长发射寿命，在氧气检测，生物成像以及防伪等诸多领域有着广泛的应用潜力。发射寿命长于0.1秒的余辉材料，甚至仅需廉价的光学仪器，手机摄像头甚至人眼便可直接分辨出其余辉颜色，余辉持续时间以及余辉变化。通过这些余辉材料，结合分子识别或化学计量技术，可构建便携式的光学传感、分析和成像平台，在病床边，家庭中实现检测目的，使可信赖的检测不仅仅发生在设备齐全的实验室中。尽管余辉材料前景光明，然而有机分子体系大多具有自旋禁阻以及自旋轨道耦合作用弱的特性，使得构建高效的长寿命有机室温余辉材料十分困难。

　　在过去十年间，随着多种化学结构、多种材料构筑策略被提出，有机余辉材料的性能得到了显著提升，越来越多的有机余辉材料的应用场景得到探索。中国科学院上海有机化学研究所张卡卡课题组致力于发展双组分策略用于构筑高效有机余辉材料，其中的第二组分用于调控发光分子（第一组分）的激发态性质（Chem. Eur. J. 2022, 8, e202200852）。张卡卡研究员课题组通过其课题组开发的级联反应合成了多种二氟化硼β二酮化合物，并制备了多种高效的双组分室温余辉体系（J. Mater. Chem. C 2021, 9, 3939–3947; Adv. Opt. Mater. 2021, 9, 2100353; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 17138–17147; Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2110207; Adv. Funct. Mater. 2023, 2214960; Chin. J. Chem. 2022, 40, 2507–2515）。

　　近日，张卡卡课题组发现三个含有二苯甲酮的二氟化硼β二酮化合物（BPBF2）掺杂到苯甲酸苯酯（PhB）中时，得到的双组分材料的磷光发射光谱中发射峰波长（λP）比稳态发射光谱中荧光峰波长（λF）更短，与传统磷光发射波长应该长于荧光发射波长不同（图1）。在已报道的研究中，也并没有通过普通实验装置观察到λP λF且发光寿命大于0.1秒的上转换室温磷光的例子。为进一步探究该现象的本质，张卡卡研究员课题组通过多种实验以及理论计算等手段，最终确认该现象来自于上转换室温磷光。该上转换室温磷光来自于BPBF2分子具有3n-π*性质的高能级三线态（Tn, n ≥ 2），进一步的研究表明，BPBF2分子的单线态激发态S1具有电荷转移性质，可发生系间窜越至T1及Tn激发态，而T1和Tn激发态之间可互相转换，构建平衡。这使得具有更快磷光发射速率的Tn激发态可与T1激发态竞争，发生反Kasha的高能级三线态磷光发射，并仍具有相当的磷光寿命。由于上转换的室温磷光比荧光的斯托克斯位移更小，这为开发可见光激发的深蓝色余辉材料提供了新途径。另外，得益于BPBF2-PhB体系中清晰分辨的Tn以及T1发射带，外部的机械刺激以及热刺激可使两发射带发光强度比值发生变化，这赋予了材料机械刺激响应性和温度刺激响应性。