أخبار ar.wedoany.com، قام فريق بحثي من جامعة قويتشو الصينية بقيادة تشاو جيانغ ويي منغ، بالتعاون مع شو بينغجيا من جامعة وويي، بتصميم هيكل جزيئي من نوع إندولو[3,2-b]كاربازول باستخدام استراتيجية هندسة الذرات غير المتجانسة والهالوجينات، مما أدى إلى تطوير نظام توهج عضوي طويل الأمد مزدوج النمط يجمع بين التفلور المؤجل المنشط حراريًا طويل الأمد (pTADF) والفوسفورية المستمرة في درجة حرارة الغرفة (pRTP).
تستمر مواد التوهج الطويل الأمد في الإضاءة لعدة ثوانٍ إلى عدة دقائق بعد إزالة مصدر الإثارة، ولها آفاق تطبيقية في مجالات مكافحة التزييف، وأمن المعلومات، والتصوير البيولوجي، والاستشعار البصري. أصبحت مواد التوهج العضوي الطويل الأمد محورًا بحثيًا في السنوات الأخيرة نظرًا لقابلية تعديل بنيتها الجزيئية، ومرونة تحضيرها، وتوافقها الحيوي الجيد. ينقسم التوهج العضوي الطويل الأمد بشكل رئيسي إلى فئتين: الفوسفورية المستمرة في درجة حرارة الغرفة (pRTP) التي تنشأ من انتقال إشعاعي للإكسيتونات ثلاثية الحالة ذات عمر طويل جدًا؛ والتفلور المؤجل المنشط حراريًا طويل الأمد (pTADF) حيث تخضع الإكسيتونات ثلاثية الحالة لعبور عكسي بين أنظمة السبين (rISC) لإنتاج إكسيتونات أحادية الحالة طويلة العمر، ثم تضمحل إشعاعيًا. لا يزال تطوير مواد التوهج المزدوجة النمط التي تدمج مساري الانبعاث هذين أمرًا صعبًا، لأن كلاً من pTADF وpRTP ينشأان من عملية اضمحلال تنافسية لنفس الإكسيتونات ثلاثية الحالة.
اختار الباحثون هيكل إندولو[3,2-b]كاربازول (ICZ-p1) كهيكل باعث أساسي، واستخدموا استراتيجية هندسة الذرات غير المتجانسة والهالوجينات التآزرية للتحكم في توزيع المدارات الجزيئية الأمامية، والتشكيل الإلكتروني للحالة المثارة، والاقتران المغزلي المداري (SOC)، وفجوة الطاقة بين الحالة الأحادية والحالة الثلاثية (ΔE_ST)، مما أتاح تحكمًا دقيقًا في معدلات العبور بين أنظمة السبين (ISC/rISC) ومعدلات الفوسفورية. تم تثبيت الإكسيتونات ثلاثية الحالة عن طريق تطعيم الجزيئات في أغشية من بولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA)، مما أدى إلى تحقيق توهج عضوي طويل الأمد. بالنسبة لمشتقات F/Cl-ICZ-p1، كانت قيم kᵣᶦˢᶜ وkₚ متكافئة، مما أنتج انبعاثًا مزدوج النمط فعالاً (pTADF + pRTP). في درجة حرارة الغرفة (298 كلفن)، أظهر الغشاء توهجًا أخضر ساطعًا استمر لأكثر من 20 ثانية، مع عمر حالة مثارة يتجاوز 20 ثانية. عند 320 كلفن، أدى تسارع rISC إلى انزياح أزرق في الانبعاث مع غلبة pTADF، مما أظهر ضبطًا لونيًا للتوهج يستجيب لدرجة الحرارة.
أظهر Br-ICZ-p1 هيمنة kₚ، مما أدى إلى سلوك pRTP أحادي النمط. أظهر غشاء PMMA الخاص به توهجًا أخضر عابرًا (أقل من ثانية واحدة) في درجة حرارة الغرفة، مع عمر فوسفورية يبلغ حوالي 20 مللي ثانية، ولم يتم الكشف عن pTADF بعد التسخين. باستخدام خصائص التنشيط الضوئي والتوهج الطويل الأمد، استكشف الباحثون تطبيقات تخزين المعلومات. باستخدام قناع منقوش مسبقًا، تم تشعيع مناطق محددة من غشاء F-ICZ-p1-PMMA بشكل انتقائي لاستهلاك الأكسجين، وبالتالي كتابة أنماط (رمز تاي تشي وأشكاله الديناميكية). بعد إزالة الأشعة فوق البنفسجية، أظهرت المناطق المشععة صورًا متوهجة باللون الأخضر، بينما بقيت المناطق غير المعرضة مظلمة، مما حقق الكتابة والقراءة البصرية. ظل النمط مرئيًا بوضوح لمدة تصل إلى 10 دقائق، لكنه تدهور تدريجيًا واختفى بعد حوالي 50 دقيقة بسبب انتشار الأكسجين (الذي يطفئ الحالات المثارة ويحد من التخزين طويل الأمد).
للتغلب على هذا القيد، تم تطبيق طبقة حاجزة من كحول البولي فينيل (PVA) على الغشاء. أدى تغليف PVA إلى منع تغلغل الأكسجين بشكل فعال ومنع إطفاء التوهج، مما مدد إمكانية قراءة النمط إلى حوالي 7 ساعات، مع إمكانية النقل عن بعد. أدى هذا إلى تحسين كبير في قدرة تخزين المعلومات الزمنية. يتلاشى النمط بعد تجاوز هذا الوقت، مما يشير إلى استراتيجية لأمن المعلومات تعتمد على آلية القراءة والمحو المحددة زمنيًا.
تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com
