研究论文介绍

四川大学谭光映/游劲松组Angew:硒原子增强MR‑TADF光催化剂的三重态激子动力学实现空气环境下超快高分辨3D打印

作者:谭光映/游劲松组

可见光驱动的光聚合技术为数字光处理(DLP)3D打印提供了更高的安全性与能效,但传统光引发体系往往依赖惰性气氛、高光强或长时间曝光,严重制约了打印速度、分辨率和操作便捷性。如何实现低光强、空气环境下的快速高精度打印,是该领域长期存在的核心挑战。

近期,四川大学化学学院谭光映课题组报道了一类基于硒原子工程的多重共振热激活延迟荧光(MR‑TADF)光催化剂。通过将硒原子引入刚性的N/C=O稠环骨架,显著增强了自旋‑轨道耦合,使系间窜越(ISC)量子产率提升至0.97,同时正向与反向系间窜越速率常数之比高达9.76×104。这一独特的激子动力学设计能够将激子高效、定向地导向长寿命且具有强氧化还原活性的三重态。结合市售碘鎓盐共引发剂,该光催化体系在405 nm低强度蓝光(4.0 mW/cm2)和空气环境下,仅需0.02 mol%的超低催化剂负载,即可实现单层1.5–2 秒的快速固化,打印分辨率达到10 μm,并在400 μm层厚下创纪录地实现了72 cm/h的构建速度。团队成功制备了“八面体桁架”、“牙科下颌骨”等多种复杂多尺度三维结构,且打印件展现出良好的生物相容性。该工作为高性能、高通量、用户友好的光聚合3D打印技术提供了全新的分子设计策略。

该工作以“Selenium-Atom-Enhanced Triplet Exciton Kinetics in MR-TADF Photocatalysts for Ultrafast, High-Resolution, and Open-Air 3D Printing”为题发表于《Angewandte Chemie International Edition》。四川大学化学学院为第一单位,谭光映研究员游劲松教授为共同通讯作者,2025级博士研究生唐雨阳为第一作者。研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费项目及四川省科技计划项目的资助。此外,感谢四川大学分析测试中心的重要支持,以及化学学院专业实验室综合训练平台的李静、阳萌、邓冬艳、齐悦、王春霞等老师在红外分析、质谱分析等方面给予的宝贵帮助。

 

 

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