可见光驱动的聚合反应因其卓越的时空控制能力和能效优势,已成为精密制造与生物医学领域的研究热点。然而,传统光敏剂在激发态动力学、三重态产率、单重态-三重态能隙等方面存在性能权衡,长期制约着其在可见光条件下的实际应用。
近期,四川大学化学学院谭光映课题组报道了一类基于多通道空间电荷转移的新型纯有机三重态光敏剂。通过构建高度扭曲的三维电荷转移网络,该光敏剂实现了0.86的系间窜越(ISC)量子产率、微秒级的三重态寿命以及低至0.008 eV的单重态-三重态能隙,突破了传统光敏剂在高ISC效率、长激发态寿命与小的ΔEST之间难以兼得的瓶颈。研究表明,该类光敏剂能通过三重态-三重态能量转移机制高效激活二苯甲酮肟酯共引发剂,在低强度可见光下实现丙烯酸酯/丙烯酰胺的快速可控聚合,并首次将其应用于数字光处理(DLP)3D打印。在空气环境下,研究团队成功制造出具有高分辨率的复杂三维结构,展现出良好的操作稳定性和生物相容性,为无重原子三重态光敏剂设计及可见光驱动精密制造开辟了新方向。
该工作以“Multi-Channel Through-Space Charge Transfer Triplet Photosensitizers for Rapid Visible-Light Polymerization and High-Fidelity 3D Printing”为题发表于《Angewandte Chemie International Edition》,并被评选为“Very Important Paper”。四川大学化学学院为第一单位,谭光映研究员与游劲松教授为共同通讯作者,硕士生李冬乐为第一作者。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、王春霞等老师在单晶测试、红外分析、质谱分析等方面给予的鼎力相助。

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.4128942