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交流發光二極體由於其製作成本低、工作壽命長等優點而獲得了廣泛的研究興趣。然而，即使是最先進的交流發光二極體也會存在不可避免的閃爍問題，這對使用者的人眼健康造成了嚴重的危害。

有機室溫長餘輝發光材料具備優異的長餘輝性能，能夠有效彌補交流發光二極體的閃爍。然而，它們不穩定結構以及較差的耐候性引起的發射猝滅，極大地限制了它們在交流發光二極體領域應用的實用性和可靠性。

近日，昆明理工大學的徐旭輝教授和西湖大學的姚遠助理研究員合作，通過改性自由基聚合和熱退火的策略，設計出一種無金屬非共軛的長餘輝共聚物(聚乙烯亞胺-聚丙烯酸)。該聚合物憑藉其優異的長餘輝性能和高耐候性，顯著降低了交流發光二極體的閃爍頻率，極大地促進了高質量低頻閃的交流發光二極體的設計與研發。

圖1. 聚乙烯亞胺-聚丙烯酸的合成以及結構表徵。圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.

作者對聚乙烯亞胺-聚丙烯酸的基本光學性能進行了考察。結果表明，合成的聚乙烯亞胺-聚丙烯酸具備良好的長餘輝性能，可在室溫條件下肉眼觀察到至少15 s的長餘輝發射。並且其長餘輝發光在紫外光、白光、飛秒雷射等不同波段的激發光源填充後均可有效地觸發。

同時，作者對聚乙烯亞胺-聚丙烯酸的光學性能的耐候性進行了探究。結果表明，聚乙烯亞胺-聚丙烯酸在高溫和高濕度條件下都保持穩定的光致發光特性。此外，其長餘輝發光在80 ℃高溫下仍然可以觀察到3 s以上，且具備優異的濕度回復性。因此推斷，聚乙烯亞胺-聚丙烯酸具備良好的耐候性，這更利於其封裝後的交流發光二極體可以維持長期使用。

最終憑藉聚乙烯亞胺-聚丙烯酸超快的餘輝填充速度和超高的長餘輝亮度特性。採用聚乙烯亞胺-聚丙烯酸封裝的白光交流發光二極體，其由於調光周期導致的發光強度損失得到了顯著的改善，閃爍頻率由100%顯著降低到63.3%，為使用者的人眼健康提供了安全保障。

圖2. 聚乙烯亞胺-聚丙烯酸應用於低閃爍的交流發光二極體。圖片來源：Angew. Chem. Int. Ed.

這一研究成果近期發表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的通訊作者是徐旭輝和姚遠，第一作者是昆明理工大學碩士研究生呂鴻宇。

Highly Stable Metal-Free Long-Persistent Luminescent Copolymer for Low Flicker AC-LEDs

Hongyu Lv, Haitao Tang, Yiyu Cai, Tao Wu, Dongliang Peng, Yuan Yao, Xuhui Xu

Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202204209

徐旭輝教授簡介

徐旭輝，昆明理工大學材料系教授。2012年於蘭州大學取得博士學位，2015年至2017年於香港理工大學進行博士後研究，2017年起就職於昆明理工大學。

研究領域是面向微晶玻璃材料在高能探索和成像的研究。以第一/通訊作者在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Nano., Adv. Sci.等期刊發表學術論文50餘篇，H因子31，論文他引2300餘次等。獲授權發明專利10項，擔任《發光學報》、J. Rare Earths等期刊青年編委，擔任Nat. Commun、Adv. Mater.等期刊特邀審稿人。曾入選「香江學者計劃」以及「雲南省萬人計劃青年拔尖人才專項」。

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