北京大学阎云研究员与唐本忠院士合作《Nat. Commun.》：在团簇诱导的圆偏振荧光上取得新进展

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具有簇聚诱导发光(CTE)性质的化合物因其结构可调性好、合成便捷、水溶性好、生物毒性小等优点已逐渐吸引越来越多学者的关注。圆偏振发光(CPL)在光电子学、非线性光学、三维显示、生物探针和数据记录等领域中具有重要的意义；然而尚未有基于纯有机CTE体系的CPL材料的报道。在以往的CTE相关研究中，其簇生色团往往以无序的方式团聚在一起而不表达手性，这限制了簇发光材料在该领域的应用。

基于利用自组装调控CTE材料结构进而调控CTE发光的思想，北京大学化学院阎云研究员与香港中文大学（深圳）唐本忠院士合作，通过固相分子自组装手段实现了簇生色团的2维超分子排布，构筑出了首例基于纯有机CTE体系的圆偏振发射。

该团队选择具有分子手性的阳离子α-聚-L-赖氨酸(PLL)和油酸阴离子(OL)，在水溶液中通过静电组装得到交联的囊泡，通过离心并施加温和的机械压力，得到了层状堆积的固体膜材料。PLL和OL上的富电子基团(羧基，酰胺和氨基)的聚集产出了CTE荧光，从囊泡到薄膜，该荧光由波长依赖变为了非波长依赖，预示了空间规则排布的形成。

图a,c,d分别显示了PLL-OL静电组装乳液的宏观与微观形貌，及其波长依赖发光；图e,f,g则为压力诱导下薄膜的形成，其宏观性状与非波长依赖发光光谱

进一步地结构分析表明，OL离子排列形成双分子层，而PLL通过静电组装在OL形成的双层界面上方折叠排列，这同时导致了富电子（O和N原子）的阵列排布。通过透射电子显微镜可以看到清晰的间隔为0.355 nm的条纹结构。

PLL-OL薄膜的结构表征

规则排布的富电子一方面是簇生色团，另一方面也构成了氨基分子的手性。经过规则的排布，手性组装放大形成了二维的超分子手性，簇生色团规则排列在超分子手性空间中，得到了显著的圆偏振荧光发射。由于组装的规则程度受湿度影响，因而圆偏振荧光具有明显的湿度响应性。

PLL-OL薄膜的湿度响应圆偏振荧光

进一步往薄膜中掺杂荧光素钠(FS)，掺杂后，通过Förster共振能量转移 (FRET)，基于CTE的蓝色CPL发射同样传递给了FS，发射出明亮的黄色CPL荧光，这意味着多色CPL发光成为可能。

Förster共振能量转移 (FRET)实现颜色可调的CPL发射

研究者设想当前的工作将开启 CTE 研究的新范式，使通过经济途径产生环境友好的 CPL 成为可能。

该成果发表在Nature Communication(Nat. Commun. 2021, 12, 5496)上，更多相关背景可参考该团队发表在Materials Chemistry Frontiers(Mater. Chem. Front., 2021,5, 6693-6717)的综述文章。论文的第一作者为北京大学化学学院博士生廖培龙，通讯作者为阎云教授，共同通讯作者为香港中文大学唐本忠院士。北京大学黄建滨教授对工作进行了指导。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25789-9

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/QM/D1QM00808K

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