近日，吉林大学物理学院高压与超硬材料全国重点实验室肖冠军教授等人，利用压强处理工程，基于锰基金属卤化物凝胶复合体系，构建了一种高压(强)触发的Förster共振能量转移网络。该网络通过外部能量注入，实现了压强诱导红光发射增强，为常压绿光强度的355%，量子产率达91%，创造了高压下锰基金属卤化物红光的最大增益，为开发机械响应自适应发光材料提供了新思路。相关研究成果以“Gel-Confined Strain Amplifies FRET Efficiency Toward Red Emission Enhancement Beyond Pressure Quenching”为题发表在《Science Advances》上。

开发高效红光发射的锰基金属卤化物材料，对于推动其在光热治疗、生物医学成像及温度传感等领域的实际应用至关重要。同时，锰基金属卤化物因具有易于区分的红、绿双色发光特性，成为荧光彩色显示材料的理想候选体系之一。然而，由于强晶体场劈裂加剧的非辐射跃迁，锰基金属卤化物的红光发射量子产率普遍低于绿光发射。尽管通过化学组分工程等策略有效提升了红光发射效率，但材料性能仍受制于合成复杂及本征缺陷等问题。压强作为清洁的物理调控手段，能够通过诱导几何畸变有效调控Mn²⁺晶体场环境，精准调制其发射波长与发光寿命；然而此前报道中，锰基红光发射强度普遍存在高压导致强度衰减问题，少数红光增强的体系仍受限于较低的发光两量子产率，难以获得高效的红光发射。有机凝胶作为高柔韧性基质，兼具优异的机械韧性、自修复能力与可调谐功能，其共价网络可有效隔离Mn²⁺配位单元，进而抑制Mn-Mn耦合诱导的非辐射复合；同时，凝胶基质与金属卤化物结合，可构建距离依赖的Förster共振能量转移通道，有望通过分子间距压缩实现压力响应的发射增强。

本工作中，肖冠军教授等人提出在锰基金属卤化物基础上引入凝胶网络基质，在凝胶复合体系中构建了一种压力触发的Förster共振能量转移网络。该网络通过外部能量注入实现了反常的红色发光增强，红色发光强度达到常压绿色发光强度的355%，量子产率为91%。加压过程中，压力诱导的凝胶基质刚性化有效隔离了Mn-Br四面体，抑制了由d-d耦合引起的非辐射跃迁过程。与此同时，凝胶基质具有“压强诱导发光PIE”特性，其蓝白光发射带与(C₃₈H₃₄P₂)MnBr₄的激发光谱大范围重叠，使其成为一种有效的能量转移供体。进一步加压缩短了供体-受体间距，显著增大了Förster共振能量转移的有效作用半径，从而提高能量转移效率，实现了高压下锰基金属卤化物凝胶复合网络体系的红光发射增强。这项工作不仅揭示了压力调控下金属卤化物凝胶复合体系的能量转移机制，而且为通过构建压力响应型Förster共振能量转移网络，开发机械响应自适应光电材料提供了新思路。

图1：压强诱导锰基金属卤化物复合凝胶红光发射增强，创造高压下锰基金属卤化物红光的最大增益355%

图2：基于锰基金属卤化物复合凝胶网络，构建高压下距离依赖的Förster共振能量转移通道，实现红光发射增强。

吉林大学物理学院高压与超硬材料全国重点实验室博士研究生于夕寒为本文第一作者，吉林大学超分子结构与材料全国重点实验室博士研究生胡海静为共同第一作者。本文通讯作者为吉林大学物理学院高压与超硬材料全国重点实验室肖冠军教授、邹勃教授和吉林大学超分子结构与材料全国重点实验室魏浩桐教授，并得到了中国科学院大连化物所隋来志和袁开军研究员、以及聊城大学王凯教授的大力支持。该工作得到了学科突破先导项目、国家重点研发专项、国家自然科学基金创新研究群体和面上等项目的资助，以及上海光源同步辐射BL15U1线站的支持。

编校|肖冠军

排版|于跃

审核|姚明光、侯博宇、杨景