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
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
相关进展
高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn
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info@polymer.cn，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