近日，中国科学院大连化学物理研究所分子探针与荧光成像研究组（1818组）徐兆超研究员团队与新加坡科学设计大学刘晓刚教授合作，发现了电子从高能激发态实现系间穿越（Sn→Tn→T1）的机理（ISCHES），并据此构建出计算轨道能级差的通用描述符“ΔE”，以实现高效理性地筛选室温磷光（RTP）主体材料。
室温磷光材料在有机发光二极管（OLED）、数字加密和生物成像等领域有着广泛的应用。无重原子的有机磷光材料因其低价、易制备和环境友好等特点倍受关注。由于单重态-三重态的系间穿越是自旋禁阻的，形成室温磷光的主要挑战在于如何将吸收光子后的分子从单重激发态转化到三重态，并从T1通过辐射跃迁退激到基态。但是，无重原子的有机分子系间穿越十分困难。
构造室温磷光材料最简单有效的方法之一是将主体分子和少量的客体分子进行掺杂。尽管化学家已经合成了大量的主体和客体分子，但是，筛选匹配主体和客体分子仍然大量依赖费时费力的试错法。因此，可以理性指导筛选主客体分子的通用规则仍然缺失不足。
本工作中，基于ISCHES机理，合作团队构建出一个计算轨道能级差的通用描述符“ΔE”来快速筛选主体和客体分子。利用此描述符，团队筛选了大量的主客体组合并通过实验验证。相比传统的试错法，这种基于计算的方法可以有效地减少开发室温磷光材料的工作量。
相关成果以“ A Descriptor for Accurate Predictions of Host Molecules Enabling Ultralong Room-Temperature Phosphorescence in Guest Emitters”为题，于近日发表在《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）上。该工作的第一作者是新加坡科技设计大学博士研究生Supphachok Chanmungkalakul和我所1818组博士后王超。上述工作得到国家自然科学基金、我所创新研究基金等项目的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202200546