上海交大陆学民副教授和路庆华教授课题组《ACS Nano》：在固态圆偏振光薄膜研究获得新进展
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圆偏振发光（CPL）材料在3维信息显示、信息加密和生物探针等领域具有极大的应用潜力。材料发射光的CPL特性与其本身的手性特征具有高度的相关性，因此，赋予发光材料手性特征是设计和制备CPL材料的关键。目前，报道的大部分CPL发光材料，多基于传统发光分子。为了得到最佳的CPL发光特性，这些分子制备和发光主要是在溶液中进行的。但对于固体CPL材料，特别是CPL薄膜鲜有报道。
基于以上背景，上海交通大学陆学民副教授和路庆华教授课题组利用嵌段共聚物的自组装特性，提出“手性小分子诱导聚物手性组装策略”，将非手性的荧光分子引入到嵌段共聚物组装体系中，利用嵌段共聚物手性组装形成的手性模板，实现了非手性分子的可控手性排列，制备了具有高不对称因子的CPL薄膜。（图1）这项研究工作为固态CPL薄膜的设计和制备及相关理论工作提供了一种新的策略。
图1 嵌段共聚物手性组装制备圆偏振发光材料示意图
研究中以两亲性嵌段共聚物聚丁二烯-b-聚环氧乙烷和手性酒石酸分子形成的手性嵌段共聚物组装结构为模板，将非手性的荧光分子引入到组装体系中，通过控制发光分子与嵌段共聚物链段之间的相互作用，诱导非手性发光分子在组装体系中手性排列。（图2）
图2 嵌段共聚物/酒石酸/发光分子形成的手性螺旋组装结构TEM图（a）和(b)为不同手性酒石酸分子分子诱导的TEM， （c）和(d)为其对应的3维TEM图
研究中发现发光基团在手性组装体系中的手性排列与自然界中的绶草具有相同的反手性模板特性。嵌段共聚物手性组装薄膜具有优异的发光特性和高不对称因子，CPL发光的不对称因子达到2.3 x 10-2。同时由于发光分子与嵌段共聚物之间的弱相互作用，可以根据需要选择具有不同发光波长的发光分子，这为新型固态发光材料的制备提供了一种新的策略。（图3）
图3 不同发光分子在嵌段共聚物组装体系的CPL发光特性
以上研究成果发表在ACS Nano（DOI:10.1021/acsnano.0c03734）上。论文的第一作者为上海交通大学化学化工学院的硕士生李庆祥，通讯作者为陆学民副教授。该研究工作得到国家自然科学基金（21975156）的资助。
原文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c03734
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