具有圓偏振發光(CPL)性質的光學材料在3D顯示、信息加密與存儲、不對稱光催化合成、光學識別傳感器等領域展現出重要的應用前景,近年來成為手性發光材料領域新的研究熱點。發光不對稱因子是衡量圓偏振發光材料性能的關鍵指標,其大小直接決定了圓偏振發光材料的實際應用前景。因此,如何實現高發光不對稱因子是圓偏振發光材料領域的關鍵性問題。
北京化工大學鄧建平教授團隊在國家自然科學基金委的支持下,圍繞手性螺旋聚合物基的圓偏振發光材料開展了相關研究,在高發光不對稱因子CPL材料方面取得了系列進展(ACS Nano 2020, 14, 3208; Adv. Optical Mater. 2020, 2000858; J. Mater. Chem. C 2020, 8, 1459; Macromolecules 2019, 52, 376; Macromolecules 2018, 51, 7104)。近日,該團隊在前期研究工作的基礎上,將具有聚集誘導發光(AIE)性質的四苯乙烯(TPE)功能團引入到手性聚炔側鏈,成功實現了兼具高不對稱發光因子和聚集誘導發光性質的圓偏振發光材料的構筑。
在該工作中,作者首先設計合成了含TPE官能團的非手性取代炔單體,隨后與手性炔單體共聚制備得到了手性熒光螺旋取代聚炔。TPE基團的引入賦予了聚合物典型了AIE性能。此外,作者發現合成的手性聚合物在溶液狀態下沒有表現出CPL性能,但在薄膜狀態下表現出強烈的CPL信號,且發光不對稱因子高達±3.6×10?2。基于這一現象及相關實驗結果,作者提出了“圓二色-熒光波長匹配規則”構筑CPL材料的新設計理念。該工作為構筑具有高不對稱因子與高固態發光效率的CPL材料提供了新思路。
相關論文以“Aggregation-Induced Emission-Active Chiral Helical Polymers Show Strong Circularly Polarized Luminescence in Thin Films”為題, 在線發表在Macromolecules (DOI: 10.1021/acs.macromol.0c00638)上。論文第一作者為北京化工大學碩士生陸娜,通訊作者為鄧建平教授和趙彪博士。該工作得到國家自然科學基金(51973011, 21774009)、中國博士后基金(2019TQ0022)和中央高校基本科研業務費(XK1802-2)的資助。
原文鏈接:https://doi.org/10.1021/acs.macromol.0c00638
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