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圓偏振有機(jī)長余輝（CPOA）材料兼具圓偏振光信息密度大和無視角依賴性的特性，以及長余輝材料較長的發(fā)光壽命（可以達(dá)到毫秒甚至秒的級別），有效避免激發(fā)光源的干擾，并具有較高的激子利用率等特點(diǎn)。目前，大多數(shù)報(bào)道的圓偏振長余輝材料的研究主要集中在可見光范圍內(nèi)，然而具有圓偏振信號的近紅外長余輝材料由于其強(qiáng)組織穿透能力、豐富的信息存儲能力, 有望在生物醫(yī)學(xué)成像、先進(jìn)防偽等領(lǐng)域得到應(yīng)用。如何獲得高不對稱因子、長余輝壽命、可動態(tài)響應(yīng)的近紅外圓偏振長余輝材料是該領(lǐng)域重要的科學(xué)問題之一。

圖1. 基于CNCs構(gòu)筑近紅外圓偏振長余輝材料及動態(tài)調(diào)控示意圖

  近期，上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院葉春洪教授團(tuán)隊(duì)，通過將磷光發(fā)光小分子引入具有膽甾相組裝的纖維素納米晶（CNCs），并結(jié)合兩步F?rster共振能量轉(zhuǎn)移過程，制備了近紅外圓偏振有機(jī)長余輝材料。該材料在808 nm出發(fā)光不對稱因子達(dá)到-0.15，壽命達(dá)到0.38s，并且在酸性處理下可實(shí)現(xiàn)可動態(tài)切換的CPOA，顯示出在信息加密、生物成像與傳感等方面的應(yīng)用潛力。

  相關(guān)工作以“Bio-Derived Photonic Film With Switchable and High-Asymmetry Circularly Polarized NIR Afterglow”為題發(fā)表在Advanced Functional Materials 上。上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院葉春洪課題組2022級博士研究生王習(xí)為論文的第一作者，葉春洪常任副教授和課題組孟曉副研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金、上海市揚(yáng)帆基金等項(xiàng)目的資助。

圖2. 近紅外圓偏振長余輝及酸響應(yīng)性質(zhì)

  作者將1-萘硼酸與CNCs共組裝，CNCs基體不僅通過氫鍵作用穩(wěn)定三重態(tài)激子，抑制非輻射衰減，促進(jìn)1-萘硼酸的磷光發(fā)射，還提供膽甾相（手性液晶）環(huán)境以實(shí)現(xiàn)圓偏振發(fā)光。進(jìn)一步引入中間染料羅丹明B（RB）和近紅外染料Cyanine7，通過兩步F?rster共振能量轉(zhuǎn)移將CPL從可見光拓展至近紅外范圍。該薄膜材料在 808 nm 處獲得顯著的圓偏振余輝信號（g_lum = ?0.15）和較長壽命（0.38 s）。此外，通過調(diào)控對pH響應(yīng)的中間體RB，該薄膜能夠?qū)崿F(xiàn)近紅外圓偏振長余輝的動態(tài)切換。

圖3. 近紅外圓偏振長余輝材料應(yīng)用展示

  基于以上材料近紅外區(qū)響應(yīng)、圓偏振發(fā)光、長壽命、高不對稱、可動態(tài)響應(yīng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，該材料體系展示出在多通道信息加密、防偽標(biāo)識等方面的潛力；同時(shí)，近紅外長余輝的低噪音背景優(yōu)勢也使其有望拓展至生物成像與化學(xué)/環(huán)境傳感等應(yīng)用場景。

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202522952