荧光材料随温度升高的热猝灭行为制约着它们的实际应用，因此寻找克服热猝灭的方法成为了迫切需要解决的研究目标。近年来研究人员发现，负热膨胀材料本征的热收缩行为可以有效的减缓荧光热猝灭甚至实现荧光热增强，然而，由于目前研究的体系较为单一，缺少系统性的研究，尚没有关于调控负热膨胀改善荧光行为的研究。北京科技大学固体化学研究所、北京市高精尖材料基因工程中心邢献然教授团队一直致力于新型负热膨胀材料的开发和探索，在调控金属有机框架材料负热膨胀并优化荧光热增强的研究方向取得了重要进展。

图1 （a）Eu-MOFs在光照下的电荷转移路径示意图（b）负热膨胀的来源示意图（c）配体官能团修饰改变荧光热增强温区

固体化学所博士研究生陈亮同学等借助配体官能团替换的手段获得合成了三种UiO-66衍生的Eu-MOFs（Eu-NH2-BDC, Eu-OH-BDC, 和 Eu-NDC），揭示了结构负热膨胀的变化与荧光热增强之间的密切关系。结合精确的晶体结构和分子光谱的证明，表明配体芳香环部分的NTE有利于发光热增强，而羧酸部分的收缩起相反的效果。这意味着配体官能团的调制可以改变芳环的热振动，从而在较宽的温度范围内实现荧光热增强。这项研究不仅为抗热猝灭荧光材料的设计提供了新的视角，也为OLEDs、生物成像和传感器等技术的发展带来了新的机遇。

该成果以“负热膨胀金属有机框架中调控荧光热增强（Regulating luminescence thermal enhancement in negative thermal expansion metal–organic frameworks）”为题，近期发表在《化学科学》（Chemical Science）杂志上。

该工作与国内外相关单位合作完成，得到国家自然科学基金委、科技部、教育部等项目资助。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/sc/d3sc06710f