新加坡國立大學劉斌教授揭示微量雜質如何推動超長有機磷光重大突破

2026年3月25日，新加坡國立大學常務副校長（研究與科技）劉斌教授應邀蒞臨理大校園，主講以「同構誘導的超長有機磷光」為題的理大高等研究院傑出學人講座。活動吸引近100名現場觀眾參與，及超過15,700名網上觀眾透過各大社交媒體平台同步收看，反應熱烈。

劉教授在講座首先指出，有機光物理長久以來的難題在於如何達成高效「三重態發光」。她接着分享其團隊在「咔唑」（一種普遍存在的有機合成基元）研究中的突破性發現：商用咔唑中含有的極微量雜質，特別是異構體1H-benz[f]indole（Bd），才是超長有機磷光背後的真實關鍵。這項發現驅使該領域的研究重心，從過往聚焦於分子本身的固有屬性，轉向探究「同構摻雜」在磷光生成中的主導作用。

講座接續探討了這些關鍵雜質的多個源頭，包括原料採樣差異、合成過程中的副反應，以及未被識別的微量副產物。在掌握「同構摻雜」的關鍵後，劉教授的團隊成功從「意外發現」邁向「理性設計」，並開發出一系列具有卓越性能的「多功能磷光材料」，如具備機械力觸發發光特性的「有機持久力致發光」，以及可精準控制色調的的「室溫磷光」。

講座亦聚焦於這些創新成果的實際應用。劉教授提到，科學界在設計一款名為「MAGIC矩陣」材料方面的突破，為材料加工提供了有利的條件，讓研究人員能夠利用「由下而上」的納米製造技術（bottom-up nanofabrication）製備「有機磷光納米晶體」。「MAGIC 矩陣」是一種兼具顆粒支撐與基質營養的「三明治式」複合結構。其製備方式是先將光學透明、具生物惰性的海藻酸鹽加工成與細胞尺寸相近的微型凝膠顆粒，再將這些顆粒堆疊組裝，並以基質膠填充顆粒間的空隙，從而形成穩固且適宜細胞生長的複合基質。劉教授強調，「有機磷光納米晶體」在生物醫學領域極具應用潛力。初步的活體研究證實這材料可用於高對比淋巴結成像。講座同時探討相關技術在其他有關前沿領域的應用，包括資料加密、防偽及光波導等。

尾段的互動問答環節由應用生物及化學科技學講座教授邢本剛教授主持。現場和線上觀眾踴躍參與，討論內容涵蓋同質結構誘導效應與其他聚集誘導磷光策略的區別，自旋軌道耦合強度與超長磷光表現之間的構效關係，亦延伸至仿生有機器件的設計思路，激發觀眾對分子工程未來的興趣。