加压“撑开”材料结构，让有机框架材料更亮

本文报道了一种提升共价有机框架（COF）发光性能的新策略——'压力驱动的空间位阻工程'。COF是一类由有机分子通过共价键连接形成的多孔晶态材料，具有结构可调、易于集成发光单元等优势，被视为新一代智能发光材料的理想平台。但实际应用中，其发光常因分子层间紧密堆叠（尤其是π-π堆积）以及碳氢键振动等非辐射能量耗散过程而严重减弱（即“发光猝灭”）。传统改善方法（如剥离、引入氢键或同位素取代）存在合成复杂、效果有限等问题。

研究团队设计了三种含不同数量甲基（0个、2个、4个）的芘基亚胺型COF：Py-Da-COF、Py-Da-2CH₃-COF和Py-Da-4CH₃-COF。甲基作为“空间障碍物”，能撑开分子层间距，削弱层间作用力。随后，对它们施加高达7.9 GPa的高压（相当于地球地核边缘压力），并观察卸压后的效果。结果发现：未修饰的Py-Da-COF在高压后发光反而变弱；含两个甲基的Py-Da-2CH₃-COF发光基本恢复原状；而含四个甲基的Py-Da-4CH₃-COF则实现了突破性提升——发光量子产率（PLQY）从初始的14.7%跃升至91.5%，达到目前所有报道COF材料中的最高水平。

深入分析表明，四个甲基带来的强空间位阻显著提高了结构相变所需的能量壁垒。高压促使该材料从初始的“滑移AA堆叠”不可逆地转变为一种接近“AB型”的新堆叠方式（称为准AB堆叠），使芘单元在层间发生大幅错位。这种新结构既大幅削弱了有害的π-π相互作用，又限制了碳氢键的热振动，从而极大减少了非辐射能量损失，让激发能更高效地以可见光（明亮黄光）形式释放出来。为验证实用性，研究人员用该高压处理后的材料制备了黄色荧光转换LED（pc-LED），器件展现出优异的色彩纯度（CIE坐标0.47, 0.47）、稳定色温（2969 K，属护眼暖黄光）及长达72小时的良好工作稳定性。本研究首次证明：巧妙结合分子层面的空间位阻设计与宏观物理压力调控，可协同解锁COF材料前所未有的高效发光性能，为下一代固态照明、高清显示等光电器件提供了全新材料路径。