【人物与科研】哈尔滨工业大学（深圳）何自开课题组Angew. Chem.：锁环轴手性芳香结构实现高不对称性圆偏振有机室温磷光

导语

圆偏振发光材料是在三维成像、光电器件、信息存储、生物编码、不对称光催化等领域具有广泛的应用前景，该研究领域正成为探索手性发光机理和开发手性光学材料的新兴热点。与广泛研究的圆偏振荧光体系相比，圆偏振有机室温圆偏振磷光体系鲜有报道。目前，无论是发光的不对称性还是发光波长、磷光寿命、量子效率等性能提升仍是一项复杂而充满挑战性的工作。近日，哈尔滨工业大学（深圳）何自开团队报道了一种锁环轴手性芳香结构实现高不对称性圆偏振有机室温磷光发射（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, DOI: 10.1002/anie.202202977）。

图1. 联二苯并呋喃实现高不对称性室温圆偏振磷光

（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

何自开副教授简介

何自开，哈尔滨工业大学（深圳）理学院副教授，博士生导师。2009年毕业于中国科学技术大学傅尧教授课题组，获学士学位。2013年在香港中文大学缪谦教授课题组获博士学位。2013年至2016年，在香港科技大学从事博士后研究，合作导师为我国著名化学家唐本忠院士。2016年起就职于哈尔滨工业大学（深圳），开展独立研究。课题组主要致力于高性能有机发光材料的激发态探索、构效关系建立与新颖应用拓展。研究成果发表在Nat. Rev. Mater.、Chem、Nat. Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Angew. Chem.等国际知名学术期刊，其中7篇入选ESI高被引论文，所发论文总被引用超过3000次，H-index为24（至2022年4月）。

前沿科研成果

锁环轴手性结构实现高不对称性圆偏振有机室温磷光

圆偏振发光材料是一类可以发出差异性左旋或右旋圆偏振光的新型光电材料，在三维成像、光电器件、信息存储、生物编码、不对称光催化等领域具有广泛的应用前景，该研究领域正成为探索手性发光机理和开发手性光学材料的新兴热点。衡量其发光性能的不对称因子和量子效率仍无法满足实际应用需求，二者存在矛盾对立，是该领域面临的重要难题。与广泛研究的圆偏振荧光体系相比，受限于分子中弱的自旋轨道耦合作用、三线态激子的易淬灭性和易失活性以及分子结构中小的手性特征，圆偏振有机室温圆偏振磷光体系鲜有报道。目前，无论是发光的不对称性还是发光波长、磷光寿命、量子效率等性能提升仍是一项复杂而充满挑战性的工作。

近日，哈尔滨工业大学（深圳）何自开团队采用二苯并呋喃作为基本单元，构建锁环的联二苯并呋喃分子，利用动力学化学反应一步拆分，实现高的手性纯度。作为新型的圆偏振磷光材料，该分子在掺入聚乙烯醇（PVA）后在光和热的诱导下，产生高效的室温圆偏振磷光，不对称因子高达0.12，磷光量子效率以及寿命分别为15%以及0.56 s。基于这种光热响应的圆偏振磷光性能，有望在光学传感以及隐形防伪等方面发挥作用。

通过对PVA薄膜的探究，该团队指出这种圆偏振磷光性能主要受到体系非辐射耗散因素的影响。当薄膜通过光和热的后处理，不仅实现了膜内水含量的减小，而且增强了膜硬度和链之间的交联程度，最终减小了三线态激子淬灭以及抑制了本征非辐射过程的影响。结合分子本征的手性结构特征，实现了圆偏振磷光性能的显著提升。

图2. PVA薄膜中的发光性能

（来源：Angew. Chem. Int. Ed.）

这一成果近期以“Strong Circularly-polarized Room-temperature Phosphorescence from a Feasibly Separable Scaffold of Bidibenzo[b,d]furan with Locked Axial Chirality”为题发表在Angewandte Chemie International Edition杂志上。哈尔滨工业大学（深圳）的博士研究生黄文斌和硕士研究生付春亚为本论文的第一作者，理学院何自开副教授为论文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科创委项目的资助，得到哈尔滨工业大学（深圳）理学院创新材料研究中心的大力支持。

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