2025年12月12日,兰州大学化学化工学院张浩力教授应邀到我院作了题为《有机发光材料的理性设计——从双光子荧光到有机激光》的学术报告。本次报告系统阐述了一系列前沿光电材料的设计策略、理论计算方法及其在生物成像、激光等领域的应用前景。报告由徐华教授主持,学院相关研究方向的老师和学生参加了本次学术报告。

报告开篇,张浩力教授以“双光子吸收(2PA)”材料的设计为起点,系统阐述了理想2PA材料应具备的关键特性:高吸收截面、与商用双光子显微镜光源的光谱匹配性、宽能隙结构以及优异的体内外生物兼容性。他指出,通过融合理论计算与实验验证,其团队成功推动了研究范式从传统“试错”向现代性“设计”的跨越,大幅提升了材料开发的效率与精准度。
在理论计算方面,张浩力教授详细展示了如何运用量子化学软件(如Gaussian、ORCA等),通过密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT)计算,对目标分子的基态几何、激发态性质、电子跃迁过程及非绝热动力学进行精准预测与深入分析。“理论计算不仅告诉我们分子‘是什么样’,更能预测它被光激发后‘会怎样’,以及‘为什么这样’”。张浩力教授通过生动的方程与图表(如展示电子在势场中的运动),阐明计算揭示了材料光物理性质的原理。这种“计算指导合成,实验验证计算”的闭环研究模式,极大地加快了材料筛选与优化的进程,降低了研发成本,是实现“理性设计”的核心引擎。
基于扎实的理论设计与精准的合成调控,张浩力教授团队成功开发出一系列性能优异的有机发光材料。报告重点展示了这些材料从基础的双光子荧光成像,向更高阶的“有机激光”领域拓展的潜力。有机激光材料具有可溶液加工、柔性、颜色可调等独特优势,在新型显示、柔性传感、片上光互联等领域前景无限。张浩力教授团队的工作,正是将基础研究的发现,向具有重大应用前景的技术推进的典范。
报告结束后,现场师生就“如何平衡计算精度与效率”、“特定官能团对2PA截面的影响”、“有机激光器件面临的稳定性挑战”等具体问题踊跃提问,张浩力教授一一给予了详尽而富有启发的解答。现场学术气氛浓厚,思想碰撞热烈。

撰稿:高思琪 徐华 审核:刘治科