中科院化学所张金明、张军团队 TIMS：氢键重构 - 制备高不对称因子圆偏振室温磷光材料

2024-10-21 来源：高分子科技

圆偏振有机室温磷光材料兼具手性发光特性和磷光性能，在3D显示、生物成像、光电子器件、防伪材料、不对称光催化等领域具有重要的应用前景。但是，常见圆偏振有机室温磷光材料的不对称因子仅为10^-3~10^-2，难以实用化。目前，实现高不对称因子圆偏振室温磷光的方法仅有外加偏振片法和液晶共组装法。发展新的制备原理和制备方法，对于认识圆偏振室温磷光材料的构建原理和推动圆偏振室温磷光材料的应用具有重要意义。

近日，中国科学院化学研究所张金明、张军团队发现了一种新原理：通过控制纤维素氢键复苏以及随后的氢键增强过程，可有效构建和放大手性（图1）。此过程，无需液晶基元和外加偏光片。基于此原理，他们发展了规模化且连续化的工艺过程，制得高g值、大面积、柔性、力学性能优异且颜色可调的圆偏振有机室温磷光材料。所得材料的g_abs和g_lum分别高达0.48和0.16，远高于先前报道的圆偏振室温磷光材料（g_lum = 10^-3~ 10^-2）。磷光寿命高达561 ms（图2）。

图 1 纤维素基圆偏振室温磷光材料的制备原理。

图 2 纤维素基圆偏振室温磷光材料的制备过程和光学性能。

制备过程以加工性能优异的商品化醋酸纤维素为原料，可连续制得大尺寸的透明可折叠薄膜、纤维、气凝胶等全彩圆偏振室温磷光材料，也可制得各种全彩圆偏振室温磷光图案和涂层。并且，所得全彩圆偏振室温磷光材料主体为纤维素，服役后在土壤中50天内即可实现完全降解（图3）。更重要的是，所得全彩圆偏振室温磷光表现出不可逆湿度响应性和手性识别特性，可实现对环境湿度变化过程的准确检测和多种旋光异构体的可视化识别。上述新原理和新材料为拓展全彩圆偏振室温磷光材料的种类和应用提供了新思路。

图 3 大面积柔性圆偏振室温磷光材料及其降解性能。

该研究成果以“Large-Scale and Flexible Circularly Polarized Room Temperature Phosphorescence with a High Dissymmetry Factor and Chiral Sensing”为题发表于The Innovation Materials期刊，该论文的第一作者为中科院化学所靳坤峰博士，通讯作者为中科院化学所张金明研究员。

原文链接：http://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-mater.2024.100096

下载：Large-Scale and Flexible Circularly Polarized Room Temperature Phosphorescence with a High Dissymmetry Factor and Chiral Sensing

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