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中科院化學(xué)所張金明、張軍團隊 TIMS：氫鍵重構(gòu) - 制備高不對稱因子圓偏振室溫磷光材料

2024-10-21 來源：高分子科技

圓偏振有機室溫磷光材料兼具手性發(fā)光特性和磷光性能，在3D顯示、生物成像、光電子器件、防偽材料、不對稱光催化等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。但是，常見圓偏振有機室溫磷光材料的不對稱因子僅為10^-3~10^-2，難以實用化。目前，實現(xiàn)高不對稱因子圓偏振室溫磷光的方法僅有外加偏振片法和液晶共組裝法。發(fā)展新的制備原理和制備方法，對于認(rèn)識圓偏振室溫磷光材料的構(gòu)建原理和推動圓偏振室溫磷光材料的應(yīng)用具有重要意義。

近日，中國科學(xué)院化學(xué)研究所張金明、張軍團隊發(fā)現(xiàn)了一種新原理：通過控制纖維素氫鍵復(fù)蘇以及隨后的氫鍵增強過程，可有效構(gòu)建和放大手性（圖1）。此過程，無需液晶基元和外加偏光片。基于此原理，他們發(fā)展了規(guī)模化且連續(xù)化的工藝過程，制得高g值、大面積、柔性、力學(xué)性能優(yōu)異且顏色可調(diào)的圓偏振有機室溫磷光材料。所得材料的g_abs和g_lum分別高達0.48和0.16，遠(yuǎn)高于先前報道的圓偏振室溫磷光材料（g_lum = 10^-3~ 10^-2）。磷光壽命高達561 ms（圖2）。

圖 1 纖維素基圓偏振室溫磷光材料的制備原理。

圖 2 纖維素基圓偏振室溫磷光材料的制備過程和光學(xué)性能。

制備過程以加工性能優(yōu)異的商品化醋酸纖維素為原料，可連續(xù)制得大尺寸的透明可折疊薄膜、纖維、氣凝膠等全彩圓偏振室溫磷光材料，也可制得各種全彩圓偏振室溫磷光圖案和涂層。并且，所得全彩圓偏振室溫磷光材料主體為纖維素，服役后在土壤中50天內(nèi)即可實現(xiàn)完全降解（圖3）。更重要的是，所得全彩圓偏振室溫磷光表現(xiàn)出不可逆濕度響應(yīng)性和手性識別特性，可實現(xiàn)對環(huán)境濕度變化過程的準(zhǔn)確檢測和多種旋光異構(gòu)體的可視化識別。上述新原理和新材料為拓展全彩圓偏振室溫磷光材料的種類和應(yīng)用提供了新思路。

圖 3 大面積柔性圓偏振室溫磷光材料及其降解性能。

該研究成果以“Large-Scale and Flexible Circularly Polarized Room Temperature Phosphorescence with a High Dissymmetry Factor and Chiral Sensing”為題發(fā)表于The Innovation Materials期刊，該論文的第一作者為中科院化學(xué)所靳坤峰博士，通訊作者為中科院化學(xué)所張金明研究員。

原文鏈接：https://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-mater.2024.100096

下載：Large-Scale and Flexible Circularly Polarized Room Temperature Phosphorescence with a High Dissymmetry Factor and Chiral Sensing

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