[發(fā)明專利]一種雙發(fā)光有機(jī)熒光溫度傳感薄膜及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710779918.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107573926B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢妍;楊國(guó)強(qiáng);李贏;方啟運(yùn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué);中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C09K11/06
• 分類號(hào): C09K11/06;G01K11/20
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 萬(wàn)婧

本發(fā)明公開(kāi)了一種雙發(fā)光有機(jī)熒光溫度傳感薄膜及制備方法，所述有機(jī)熒光溫度傳感薄膜，由一種有機(jī)熒光化合物共混材料與一種聚合物制備得到。所述有機(jī)熒光化合物共混材料由三芳基磷氧化合物和大斯托克位移化合物共混得到。三芳基磷氧化合物作為藍(lán)光材料，在高溫下具有穩(wěn)定發(fā)光的性質(zhì)，另一種熒光材料具有大斯托克位移，其發(fā)光峰波長(zhǎng)大于藍(lán)光材料，其吸收峰波長(zhǎng)小于藍(lán)光發(fā)射波長(zhǎng)。本發(fā)明所述的有機(jī)熒光溫度傳感薄膜，首次在固體有機(jī)薄膜領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)肉眼色度識(shí)別來(lái)進(jìn)行溫度分布檢測(cè)，可以為固體剛性或柔性形式，可用于不同環(huán)境下的實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)，具有很寬的檢測(cè)范圍以及熱分布梯度響應(yīng)性質(zhì)，可通過(guò)光譜儀或色度儀實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化合物合成領(lǐng)域及光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種一種可肉眼識(shí)別的雙發(fā)光有機(jī)熒光溫度傳感薄膜及制備方法。具體涉及一種基于兩種不同熒光顏色的有機(jī)熒光化合物共混材料制備得到的有機(jī)熒光溫度傳感薄膜，所述有機(jī)熒光化合物共混材料由三芳基磷氧化合物和大斯托克位移化合物共混得到。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)膨脹式溫度傳感器，基本都是單點(diǎn)測(cè)量，無(wú)法用于復(fù)雜環(huán)境，不適合大尺寸、寬領(lǐng)域條件；傳統(tǒng)紅外溫度傳感器只能測(cè)量物體表面的溫度，且被測(cè)物體頻率需要確定，會(huì)收到中間媒介物質(zhì)的干擾。傳統(tǒng)的溫度傳感器還會(huì)受到自身的影響，易受到環(huán)境因素干擾，無(wú)法進(jìn)行大面積和微環(huán)境(細(xì)胞和微流體)中實(shí)現(xiàn)梯度和原位空間溫度測(cè)量，復(fù)雜的被測(cè)表面也無(wú)法利用柔性性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。相較于傳統(tǒng)溫度傳感器，有機(jī)熒光溫度傳感薄膜及傳感器，由于自身的柔性特質(zhì)、成膜性好、分子級(jí)別的發(fā)光特性等特點(diǎn)，有望用于高空間分辨率的溫度檢測(cè)，可以有效的解決上述傳統(tǒng)溫度傳感器存在的問(wèn)題。另外，相對(duì)無(wú)機(jī)熒光材料，有機(jī)熒光材料結(jié)構(gòu)變化靈活性大，發(fā)光效率高，發(fā)光顏色范圍廣泛，成膜性好，可用于大面積制備，因此基于有機(jī)發(fā)光材料的有機(jī)熒光傳感器也一直是人們感興趣的熱點(diǎn)。

通常境況下，熒光分子作為溫度傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量的信號(hào)讀取方法有三種。第一種方法是測(cè)量熒光強(qiáng)度，這種方式是最常見(jiàn)的方法，但由于受到背景熒光以及儀器波動(dòng)的影響，這種方法精確度比較低；第二種方法是測(cè)量熒光壽命，但是成本較高，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)，需要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析；第三種方法是比率法測(cè)量，這種方法干擾因素較少，數(shù)值變化明顯，直觀明了，方便快捷，不需要復(fù)雜的過(guò)程和額外的計(jì)算校準(zhǔn)。

然而，雖然熒光比率法有利于扣除系統(tǒng)自身波動(dòng)帶來(lái)的測(cè)量誤差，但多數(shù)在溶液狀態(tài)呈現(xiàn)雙發(fā)光的單個(gè)熒光化合物到了固體狀態(tài)下雙發(fā)光的變化性質(zhì)就變得極為不明顯，基本不能用于固體檢測(cè)系統(tǒng)。現(xiàn)有技術(shù)曾選用一個(gè)隨溫度升高衰減慢的熒光化合物與另一個(gè)隨溫度升高衰減快的熒光化合物進(jìn)行共摻(Journal of the American ChemicalSociety,2001,123(40):9898-9899)，但通常會(huì)因?yàn)閮烧咧g發(fā)生能量傳遞作用而使得兩個(gè)化合物之間互相影響，使得其原本在各自獨(dú)立狀態(tài)下隨溫度響應(yīng)的差異性不能顯現(xiàn)，無(wú)法各自獨(dú)立地呈現(xiàn)摻雜以前原本差異顯著的光學(xué)、熱學(xué)特性，一般只能用于較小溫度變化范圍的檢測(cè)。另一方面，目前傳統(tǒng)有機(jī)熒光材料通常隨溫度的升高熒光強(qiáng)度急劇衰減，一般不能用于較高溫度范圍的檢測(cè)。因此，實(shí)現(xiàn)雙(多)組分的摻雜有機(jī)固體系統(tǒng)在較大溫度范圍和高溫區(qū)域的檢測(cè)是目前的技術(shù)難點(diǎn)。

發(fā)明人前期發(fā)現(xiàn)，具有激發(fā)態(tài)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移性質(zhì)的三芳基磷氧化合物在溶液狀態(tài)可以在高溫區(qū)域呈現(xiàn)穩(wěn)定的雙發(fā)光性質(zhì)(深藍(lán)光和淺藍(lán)光)，隨溫度的升高熒光強(qiáng)度幾乎不衰減(發(fā)明專利：基于三芳基磷氧化合物及其制備方法和應(yīng)用，申請(qǐng)?zhí)?01710071565.2)。而在固體狀態(tài)下，淺藍(lán)光發(fā)光強(qiáng)度遠(yuǎn)低于深藍(lán)發(fā)光強(qiáng)度，固體薄膜發(fā)光光譜只呈現(xiàn)單一的深藍(lán)光發(fā)光性質(zhì)。但其固體薄膜保持了高溫下熒光性質(zhì)穩(wěn)定的特性，隨著溫度的升高，熒光衰減的速度遠(yuǎn)低于一般有機(jī)化合物。在固態(tài)高溫紫外照射下可以發(fā)出穩(wěn)定的藍(lán)光，這些性質(zhì)使得三芳基磷氧化合物有很好的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，在固態(tài)溫度傳感領(lǐng)域有很好的發(fā)展前景。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)摻雜加入大斯托克位移的長(zhǎng)波長(zhǎng)低能發(fā)光材料，就可以實(shí)現(xiàn)沒(méi)有能量傳遞的、無(wú)干擾的、可實(shí)現(xiàn)大面積溫度分布檢測(cè)的、可應(yīng)用于曲面或柔性基底的能夠應(yīng)用于大范圍和高溫區(qū)域溫度檢測(cè)的固體有機(jī)共混雙發(fā)光的溫度傳感薄膜。