能够吸收和重新发光的光致发光分子在发光二极管、传感器和显示器等技术的发展中发挥着重要作用。其中，π电子分子的有序排列，如有机铂配合物的晶体，其中铂离子由有机配体以方形平面排列配位，因其在节能柔性显示器中的应用而脱颖而出。然而，由于相邻分子的激子之间的相互作用，它们在固态下的发光是短暂的。为了解决这个问题，将笨重的外来分子引入分子结构中，以防止或尽量减少分子之间的电子相互作用。
使用这种策略，由日本立命馆大学的Hiromitsu Maeda教授领导的研究小组最近增强了多种有机铂配合物中的固态磷光，将磷光提高了75倍。“发射π电子分子的空间和电子隔离有序排列是制备发射固态材料的一个主要点。这一概念可用于有机电子材料，特别是用于柔性显示器的有机发光二极管，“前田教授解释道。
在2023年12月5日发布在《化学科学》上的研究中，研究团队合成了二吡咯基二酮Pt。第二由四种不同的 C^N 配体组成的复合物。这些分子在溶液中表现出强烈的磷光，但由于自缔合，在固态下表现出极弱的磷光。为了提高它们在固态下的光度，该团队引入了由氯阴离子和四烷基铵对位组成的离子对：TPA、TBA和TPeA。这导致了由氯离子结合Pt组成的离子对组装+++第二复合物和反阳离子。氯离子与Pt结合第二通过氢键络合，而阳离子在π电子分子之间形成层。X射线分析证实了该复合体的刚性结构，其中Ptt第二络合物以逐电荷排列的阳离子隔开。
通过将π电子分子彼此分离，研究人员增强了固态有机铂配合物的发光性能。与复合物未与氯离子键合的原始无阴离子状态相比，Cl−-结合 Pt第二与阳离子的复合物显示出 1% 至 7.5% 的改善，比原始分子增加了 75 倍。发光持续时间也明显更长，某些离子对组件的发射寿命比单体 Pt 长近 200 倍第二复杂。使用DFT计算的理论研究表明，逐电荷堆积结构阻止了电子波函数在Pt上的离域第二配合 物。
“据我们所知，到目前为止，这种通过阴离子结合和离子对组装增强室温磷光的作用尚未得到证实，”Maeda教授评论道。
这种策略可用于设计自发光材料并改善固态材料的磷光，以用于新应用。“带电π电子分子的离子对组装化学是超分子化学研究领域的一个新课题。通过研究了解带电物质之间的相互作用和组装结构的形成将影响功能离子对组件的进一步设计和制造，例如高效导电材料、铁电材料、离子对中的手性转移以及表现出迷人光学特性的离子对组件，“前田教授总结道。
