近日，我校材料科学与工程学院艾心教授团队与南京工业大学彭其明教授团队合作，针对稳定自由基短波长发光的分子设计难题，提出邻位选择性氟化策略，成功制备并分离了两种具有本征绿光发射的稳定三苯甲基自由基。这一成果将可分离稳定三苯甲基自由基的本征发射从传统的橙黄光至红光/近红外波段拓展至绿光波段，为兼顾自由基稳定性与高能量双线态发射提供了新的分子设计思路和材料体系。

创新点一：构建新型自由基骨架，实现本征绿光双线态发射

团队通过在三苯甲基骨架的芳环邻位引入氟原子，并在对位保留氯或溴原子，构建了以CDFTM和BDFTM为代表的三（4-卤代-2,6-二氟苯基）甲基自由基体系，首次在可分离的稳定三苯甲基自由基中实现了本征绿光双线态发射。研究结合吸收与激发光谱、不同激发波长下的发射光谱和衰减动力学，以及降解产物对照实验，系统确认了绿光发射来自自由基分子自身的最低双线态激发态，遵循Kasha规则。该成果为获得具有高能量本征发射的稳定自由基提供了新的分子体系和实验证据。

图1 三（4-卤代-2,6-二氟苯基）甲基自由基的构筑策略及结构表征

创新点二：获得窄谱带绿光发射，揭示选择性氟化的调控机制

实验表明，CDFTM和BDFTM在室温环己烷溶液中的发射峰分别位于527和529 nm，呈现绿色发光，主发射峰的半峰宽分别为17和18 nm，表现出较窄的发射谱带。理论计算进一步揭示了发光向短波长移动的机制：邻位氟化对不同前线分子轨道产生差异化调控，提高了最低双线态激发态的能量，是推动发光蓝移的主要因素。同时，氟原子较小的空间位阻使芳环扭转角减小，分子呈现更为平面化的螺旋桨构型，相关结构弛豫则部分抵消了上述能量提升。研究由此厘清了氟化电子效应与分子构型变化对激发态能量的不同作用，为通过选择性取代调控自由基发光颜色提供了依据。

图2 三（4-卤代-2,6-二氟苯基）甲基自由基的光谱性质

图3 三（4-卤代-2,6-二氟苯基）甲基自由基激发态及前线分子轨道的理论计算分析

创新点三：验证绿光双线态电致发光，探索新体系的器件应用

在此基础上，研究团队制备了基于上述自由基的有机发光二极管，其电致发光光谱与光致发光光谱相吻合，为这类材料作为绿光双线态发光体的器件应用提供了概念验证。该研究建立了可进一步修饰的新型自由基分子平台，为后续优化短波长自由基的发光效率、稳定性及器件性能提供了重要的研究基础。

该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、海南省“南海新星”创新人才平台项目及海南省自然科学基金等项目的支持。相关论文《Tris(4-halo-2,6-difluorophenyl)methyl Radicals Exhibiting Green Doublet Emission》已于2026年10月13日在线发表于国际期刊《Angewandte Chemie International Edition》。海南大学为论文第一完成单位，海南大学的博士研究生麻晓宇与南京工业大学的王敬民为共同第一作者，艾心教授与彭其明教授为共同通讯作者。材料科学与工程学院高分子材料与工程（卓越人才班）专业2024级本科生张钰冰也参与了材料合成与表征等研究工作。

文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.7145285