稀土MOF發光調色板和高等級防偽條形碼材料

MOF（metal-organic framework, 金屬-有機骨架），是由金屬和有機配體組成的骨架材料，是一類新型的多孔材料。簡單的來說MOF就是由金屬離子或金屬和氧原子、羥基、羧酸等組成的團簇與有機配體結合而成的框架材料。

而稀土MOF兼具了有機配體與稀土離子的發光特性，增加了發光形式的多樣性和可調性，在OLED（Organic Light-Emitting Diode, 有機發光半導體）發光材料與器件、化學感測器、生物功能材料、防偽與顯示材料等諸多方面有著廣泛的應用前景。

中山大學蘇成勇和潘梅課題組利用不同稀土離子的異質同晶特性，並基於紅綠藍三基色組合實現可調性發光的原理，將具有不同比例的紅綠藍三色發光中心的稀土離子生長在同一顆MOF單晶體中，從而得到具有發光可調性和白光發射的新型異質同晶稀土配合物單一晶體材料。

同時，利用二元異質同晶稀土配合物的構築，實現了紅綠、紅藍、藍綠光之間的精確線性調光，並建立了準確的二維和三維數學矩陣模型，從而為防偽條形碼的製備與應用提供了理論和實驗基礎。

另一方面，利用某些稀土離子同時具有可見至近紅外多波段發光的特性，亦可實現單稀土MOF可調發光和防偽材料。例如，該課題組合成的一例Pr3+的MOF配合物，在不同激發波長下的發光性質表現為橙色、黃色、白色、綠色等不同顏色，從而實現了基於單金屬配合物的調光與白光發射；此外，Pr3+配合物同時具有強度可調的近紅外發光，以此為基礎，建立了可見和近紅外雙通道讀出的高等級防偽條形碼模型。

MOF的結構、功能和性能在一定條件下都可以進行精確設計和調控。因此MOF材料可以應用到許多領域裡。化工巨頭巴斯夫（BASF）也對它表現出了相當大的興趣，並與加州大學伯克利分校Omar Yaghi教授進行合作。我們也期待該類材料早日工業化生產應用。

參考文獻：

(1) Q.-Y. Yang, M. Pan, S.-C. Wei, K. Li, B.-B. Du, C.-Y. Su, Linear Dependence of Photoluminescence in Mixed Ln-MOFs for Color Tunability and Barcode Application, Inorg. Chem., 2015, 54 (12), 5707–5716.

(2) B.-B. Du, Y.-X. Zhu, M. Pan, M.-Q. Yue, Y.-J. Hou, K. Wu, L.-Y. Zhang, L. Chen, S.-Y. Yin, Y.-N. Fan, C.-Y. Su, Direct White-Light and Dual-channel Barcode Module from Pr(III)-MOF Crystals, Chem. Commun., 2015, 51, 12533-12536.

（本文由中山大學 蘇成勇 潘梅課題組供稿 謹致謝意！）

了解更多精彩化學內容，敬請關注——化學人生

人生如化學｜化學悟人生

微信ID：ChemistryLife