纳米科学中心段鹏飞研究员团队《Nat. Commun.》：手性液晶体系中上转换圆偏振紫外发光的手性光聚合应用

点击上方“蓝字” 一键订阅

具有圆偏振发光（CPL）特性的光学材料由于在各个领域的巨大潜力而获得了广泛的关注。而具有较高发光不对称因子 (g_lum) 的CPL材料是实现有效应用的关键，然而目前大多数报道的光学材料所得到的发光不对称因子(g_lum)普遍较低，而且圆偏振发光区域都位于可见光区，相对较低的能量限制了其有效应用。因此，开发出具有高g_lum值的圆偏振紫外发光（CPUVL）材料，并进一步扩展其应用是非常必要的。

近日，国家纳米科学中心段鹏飞研究员团队首次构筑了一个基于三重态-三重态湮灭上转换和手性向列相液晶的发光体系，实现了对圆偏振发光的逐级放大过程，最终得到了发光不对称因子g_lum约为0.2的体系，并且可以实现由可见光到紫外光的上转换圆偏振紫外发光（UC-CPUVL）。进一步将其产生的上转换圆偏振紫外光应用于联乙炔的聚合反应中，得到光学活性高度可控且稳定的手性聚联乙炔，这项工作为使用低功率光源进行手性聚合提供了概念验证，并为将来CPL材料的实际应用奠定了基础。

图1: 逐级放大CPUVL的过程

研究人员以手性R(S)-4,12-联苯[2,2]对环芳烃（R-/S-TP）作为上转换受体和热激活延迟荧光（TADF）分子4CzIPN作为非手性敏化剂。成功实现了可见到紫外的上转换圆偏振光的发射，应当指出的是，由TADF分子在较小的S1-T1间隙（ΔEST）中具有出色的性能，并且在系间窜越过程中的能量损失较少，因此该组合显示出较高的光子上转换效率（ΦUC= 7.9％ ）。面手性分子R- / S-TP在稀溶液中显示出良好的CPL性能（| g_lum | = 3.1×10^-3，图1），加入敏化剂以后，成功实现了可见到紫外的上转换圆偏振光的发射，同时上转换发光过程可以进一步增强CPUVL的发光不对称因子（| g_lum | = 9.2 × 10^-3）。有趣的是，他们将该上转换体系掺杂到室温向列型液晶中之后，可以获得手性向列相液晶（N * LC）和glum值达到0.19的UC-CPUVL。从N * LC产生的具有很高glum 值的UC-CPUVL已成功应用于联乙炔的聚合反应中，得到光学活性高度可控且稳定的手性聚联乙炔（图2）。该研究工作不仅将为基于TTA-UC产生的UC-CPUVL进行手性聚合提供概念验证，而且还将为进一步开发CPL材料的功能性应用铺平道路。

图2: UC-CPUVL引发联乙炔对映选择性光聚合

相关结果发表在Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-020-19479-1

原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-020-19479-1

来源：国家纳米科学中心

相关进展

免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：[e-mail]

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至[e-mail]，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群，请先加审核微信号PolymerChina （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。

点

这里“阅读原文”，查看更多