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  現代手機、電腦、電視屏幕富含高能短波藍光使得視覺疲勞、干眼、近視風險增加。此外，這些電子產品主要輸出線偏振光，長時間觀看易引發眩暈與不適。因此，理想的下一代護眼顯示應同時滿足低藍光甚至零藍光輸出以及圓偏振光輸出（更符合人眼視覺習慣）。然而現實中，低藍光材料通常不具備圓偏振特性；而圓偏振發光材料又普遍存在發光不對稱因子低（g_lum通常僅為 10^-3–10^-1）、需要手性拆分、成本高、效率低等難題。因此，如何在低成本條件下，實現“高g_lum值+ 寬光譜 + 圓偏振 + 低藍光”的統一，成為關鍵挑戰。

圖1 分子結構式與不同模式產生圓偏振光示意

  近期，中科院化學所分子識別與功能重點實驗室陳傳峰研究員團隊將目光投向膽甾相液晶（圖1）。這類材料具有獨特的選擇性反射機制：與液晶螺旋結構同手性的圓偏振光會被反射，反手性圓偏振光則透過材料。因此，非偏振光在通過材料后可直接轉化為高純度圓偏振光，g_lum值甚至能夠逼近理論極限。

  2026年3月22日，該工作以“Broadband Reflective Cholesteric Liquid Crystals for Low-Blue Circularly Polarized Light Generation in the Visible Region”為題發表在《Adv. Mater.》上（Adv. Mater., 2026, 10.1002/adma.72890）。文章的第一作者是中國科學院化學研究所博士研究生紀明君。該研究得到了中華人民共和國科學技術部和國家自然科學基金委的基金支持。

圖2 材料的透射光譜、CD光譜及不同波長光透過材料產生圓偏振光的g_lum值

  在分子設計方面，團隊從廉價生物質膽固醇出發，經過簡潔高效的四步反應合成手性液晶單體Y1。該路線無需手性拆分，具備良好的規�；瘽摿�。隨后，Y1與非手性液晶單體M1以及助劑Z1共組裝，并通過無引發劑光聚合，構建出固態膽甾相液晶材料YMZ-5柔性薄膜。該材料實現了三項關鍵突破。第一，寬帶反射與藍光選擇性。YMZ-5的反射帶覆蓋510–700 nm（綠光至紅光區域），而藍光區域（400–500 nm）幾乎完全透過（圖2），相當于材料本身自帶低藍光過濾功能，無需額外濾光層。第二，超高圓偏振轉換效率。在透射模式下，510–700 nm 非偏振光可被高效轉化為右旋圓偏振光，|g_lum|值均超過1.6，峰值可達2.0，接近純圓偏振光水平（圖2）。第三，單一材料實現多色圓偏振發光。傳統方案中，不同發光顏色往往需要不同反射波段的液晶材料匹配。該工作實現了不同零藍光染料水溶液與同一YMZ-5薄膜組合，全部轉化為高g_lum圓偏振發光，真正實現“單一CLC，多色CPL”（圖3）。更有趣的是，在反射模式下，YMZ-5可將自然環境光直接轉化為低藍光左旋圓偏振光，并呈現背景依賴的可視效果：白色背景下呈藍色外觀，黑色背景下呈現紅綠結構色。配合不同手性的圓偏振片，可實現顯示與“隱身”切換（圖4）。基于這種偏振與背景耦合的光學響應，研究團隊進一步構建了分子邏輯門與摩斯密碼加密系統，實現了材料在光學信息處理與防偽功能中的應用。

圖3 單一CLC、多色CPL的實現

圖4 不同背景、不同濾光片下液晶的表觀顏色與光路及邏輯門和信息加密應用

  在應用層面，團隊提出了一種環境光驅動的反射式圓偏振電子紙顯示概念（圖5）：無需背光源即可顯示，大幅降低藍光傷害；輸出圓偏振光，緩解視覺疲勞；反射式工作機制帶來極低功耗。該策略為護眼顯示、電子紙閱讀及長時視覺交互設備提供了新的材料解決方案。從材料設計角度看，這項工作在多個關鍵維度實現協同突破：寬光譜CPL、超高g_lum值、低藍光選擇性、無需手性拆分、無引發劑固化、單材料多色適配以及柔性可加工薄膜形態，在性能、成本與工藝可行性之間取得了很好的平衡。

圖5 環境光驅動的反射式零藍圓偏振電子紙顯示概念示意

該工作是陳傳峰研究員團隊近期關于實現高不對稱因子圓偏振光產生的反射式液晶研究的最新進展之一。在過去的一年中，該團隊首先基于SLC1717和R/S-5011構建了一系列膽甾相液晶材料并實現了非手性發光分子溶液體系產生高偏振純度（g_lum值可達2.0）圓偏振光（Nat. Commun., 2025, 16, 2940）。同年，同樣基于SLC1717和R/S-5011構建的液晶體系實現了對單分子白光CP-OLED器件的g_lum值放大到1.85與1.88（Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202424918）。同樣在今年，該團隊將5CB和R/S-5011進行摻雜制備了系列膽甾相液晶，并通過與非手性OLED器件復合構建了一系列具有高綜合性能（g_lum達到1.9，EQE達到26.9%，Q因子達到0.48）的電致發光體系（Sci. China Mater., 2026, 10.1007/s40843-025-3957-y）。

原文鏈接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.72890