Dingfang Hu, Lingya Peng, Wenjun Xu, Shenghui Zhang, Zhongshan Liu, Yu Fang. Nat. Commun. 2024, 15, 8197. DOI: 10.1038/s41467-024-52552-7

近红外（NIR）透过材料在许多领域有重要应用，但如何消除紫外-可见光区的光干扰以及解决吸收剂掺杂引起的薄膜厚度与透光率之间的权衡，仍是一个挑战。在此，我们报道了一种新型的近红外透过薄膜，该薄膜在厚度（16 μm）、截止波长（890 nm）和透光率（NIR透光率>90%，可见光透光率<1%）方面表现出优异性能。薄膜的核心成分是含苝单酰亚胺单元的C,N螯合硼化合物（PMI-CBN）与有机碱1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）形成的络合物。引入DBU后，PMI-CBN的吸收波长从709 nm红移至943 nm，这主要归因于增强的分子内电荷转移效应，导致PMI-CBN中N-H基团的去质子化。

图1. 近红外透过薄膜的制备及其光学特性；a）PMI-CBN/DBU/PMMA 薄膜制备的示意图；b） c） PMI-CBN/PMMA和 PMI-CBN/DBU/PMMA 薄膜的紫外可见-近红外吸收和透过光谱； d）两种薄膜的照片；e）含不同 PMI-CBN掺杂比的 PMI-CBN/DBU/PMMA 薄膜的透射光谱。f）分别在 480 nm 和 1200 nm记录的透过率与 PMI-CBN 吸收剂掺杂比之间的关系图。g）PMI-CBN的掺杂含量从 0 到 18.2 wt.% 变化时的薄膜照片。

将所得的PMI-CBN/DBU络合物分散在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基质中，可以形成柔性、自支撑且厚度可调的复合薄膜。该薄膜具有优异的光化学稳定性、耐热性和耐湿性。作为应用展示，这种创新的近红外透过薄膜已成功用于夜视成像和信息加密。我们相信，这种近红外透过薄膜在柔性电子器件和可穿戴设备等领域有广阔的应用前景。

图2. 薄膜的柔性、均匀性以及稳定性测试。a）自支撑PMI-CBN/DBU/PMMA薄膜的照片；b）不同弯曲程度的 PMI-CBN/DBU/PMMA 薄膜；c）薄膜的截面扫描电子显微镜（SEM）图像；d）薄膜的能量色散X射线（EDX）元素分布图，其中C、N、O、B分别代表碳、氮、氧和硼元素；e）PMI-CBN/DBU/PMMA 薄膜的接触角测试；f）g）h）PMI-CBN/DBU/PMMA 薄膜的湿度、温度以及光稳定性测试，光照条件为1 kW·m⁻²。

第一作者：陕西师范大学博士研究生胡定芳

通讯作者：陕西师范大学房喻院士、刘忠山教授

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