Visible light is much more available and less harmful than ultraviolet light, but ultralong organic phosphorescence (UOP) with visible-light excitation remains a formidable challenge. Here, a concise chemical approach is provided to obtain bright UOP by tuning the molecular packing in the solid state under irradiation of available visible light, e.g., a cell phone flashlight under ambient conditions (room temperature and in air). The excitation spectra exhibit an obvious redshift via the incorporation of halogen atoms to tune intermolecular interactions. UOP is achieved through H-aggregation to stabilize the excited triplet state, with a high phosphorescence efficiency of 8.3% and a considerably long lifetime of 0.84 s. Within a brightness of 0.32 mcd m-2 that can be recognized by the naked eye, UOP can last for 104 s in total. Given these features, ultralong organic phosphorescent materials are used to successfully realize dual data encryption and decryption. Moreover, well-dispersed UOP nanoparticles are prepared by polymer-matrix encapsulation in an aqueous solution, and their applications in bioimaging are tentatively being studied. This result will pave the way toward expanding metal-free organic phosphorescent materials and their applications.

Abstract Functional materials displaying tunable emission and long-lived luminescence have recently emerged as a powerful tool for applications in information encryption, organic electronics and bioelectronics. Herein, we present a design strategy to achieve color-tunable ultralong organic room temperature phosphorescence (UOP) in polymers through radical multicomponent cross-linked copolymerization. Our experiments reveal that by changing the excitation wavelength from 254 to 370 nm, these polymers display multicolor luminescence spanning from blue to yellow with a long-lived lifetime of 1.2 s and a maximum phosphorescence quantum yield of 37.5% under ambient conditions. Moreover, we explore the application of these polymers in multilevel information encryption based on the color-tunable UOP property. This strategy paves the way for the development of multicolor bio-labels and smart luminescent materials with long-lived emission at room temperature.

Smart materials with ultralong phosphorescence are rarely investigated and reported. Herein we report on a series of molecules with unique dynamic ultralong organic phosphorescence (UOP) features, enabled by manipulating intermolecular interactions through UV light irradiation. Our experimental data reveal that prolonged irradiation of single-component organic phosphors of PCzT, BCzT, and FCzT under ambient conditions can activate UOP with emission lifetimes spanning from 1.8 to 1330 ms. These phosphors can also be deactivated back to their original states with short-lived phosphorescence by UV irradiation for 3 h at room temperature or through thermal treatment. Additionally, the dynamic UOP was applied successfully for a visual anti-counterfeiting application. These findings may provide unique insight into dynamic molecular motion for optical processing and expand the scope of smart-response materials for broader applications.

Abstract Ultralong organic phosphorescence (UOP) based on metal‐free porous materials is rarely reported owing to rapid nonradiative transition under ambient conditions. In this study, hydrogen‐bonded organic aromatic frameworks (HOAFs) with different pore sizes were constructed through strong intralayer π–π interactions to enable ultralong phosphorescence in metal‐free porous materials under ambient conditions for the first time. Impressively, yellow UOP with a lifetime of 79.8 ms observed for PhTCz‐1 lasted for several seconds upon ceasing the excitation. For PhTCz‐2 and PhTCz‐3, on account of oxygen‐dependent phosphorescence quenching, UOP could only be visualized in N 2 , thus demonstrating the potential of phosphorescent porous materials for oxygen sensing. This result not only outlines a principle for the design of new HOFs with high thermal stability, but also expands the scope of metal‐free luminescent materials with the property of UOP.

Organic optoelectronic functional materials featuring circularly polarized emission and persistent luminescence represent a novel research frontier and show promising applications in data encryption, displays, biological imaging, and so on. Herein, we present a simple and universal approach to achieve circularly polarized organic phosphorescence (CPP) from amorphous copolymers by the incorporation of axial chiral chromophores into polymer chains via radical cross-linked polymerization. Our experimental data reveal that copolymers (R/S)-PBNA exhibit a maximum CPP efficiency of 30.6% and the largest dissymmetric factor of 9.4 × 10-3 and copolymers (R/S)-PNA show the longest lifetime of 0.68 s under ambient conditions. Given the CPP property of these copolymers, their potential applications in multiple information encryption and displays are demonstrated, respectively. These findings not only lay the foundation for the development of amorphous polymers with superior CPP but also expand the outlook of room-temperature phosphorescent materials.

A new type of materials, organic salts in the crystal state, have ultralong organic phosphorescence (UOP) under ambient conditions. The change of cations (NH4+ , Na+ , or K+ ) in these phosphors gives access to tunable UOP colors ranging from sky blue to yellow green, along with ultralong emission lifetimes of over 504 ms. Single-crystal analysis reveals that unique ionic bonding can promote an ordered arrangement of organic salts in crystal state, which then can facilitate molecular aggregation for UOP generation. Additionally, reversible ultralong phosphorescence can be realized through the alternative employment of fuming gases (ammonia and hydrogen chloride), demonstrating its potential as a candidate for visual ammonic or hydrogen chloride gas sensing. The results provide an environmental responsible and practicable synthetic approach to expanding the scope of ultralong organic phosphorescent materials as well as their applications.

Abstract Development of novel strategies for achieving amorphous ultralong organic phosphorescence (UOP) at room temperature is highly desired. Herein, a simple approach is reported by coassembling small organic molecules with polyvinyl alcohol (PVA) to afford amorphous UOP. These small organic molecules with planar conformation present quenched triplet state emission in an excessive stacking solid state. When coassembling these molecules with PVA, their planar structures are well confined in coassembly films. Such a confined environment leads to restricted molecular rotation and vibration, permitting these molecules to show stable triplet state and generate UOP. In control studies, corresponding structurally distorted molecules are also coassembled with PVA. However, they exhibit very weak or quenched UOP, since distorted structures with molecular rotation and vibration could easily dissipate the excitation energy in dilute film state. By employing this polymer confinement strategy, multicomponent luminescence dyes are further coassembled with PVA for multicolor luminescence displays, providing multicolor, uniform, and flexible luminescence films. This work demonstrates a general strategy of employing small organic molecules to coassemble with PVA to obtain amorphous UOP, which greatly expands the scope of organic molecules for developing simple but useful UOP films.