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燕大要闻

2020年11月19日

a8g亚游官网只为非凡在手性液晶体系上转换圆偏振紫外发光的手性光聚合应用取得重要研究进展

发布单位:  环境与化学工程学院 赵新美

【新闻中心讯】近日,a8g亚游官网只为非凡环境与化学工程学院焦体峰教授课题组与国家纳米科学中心段鹏飞研究员团队合作,在Nature Communications上发表题为“Sequentially amplified circularly polarized ultraviolet luminescence for enantioselective photopolymerization”的研究论文(论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-020-19479-1)。首次构筑了一个基于三重态-三重态湮灭上转换和手性向列相液晶的发光体系,实现了对圆偏振发光的逐级放大过程。

逐级放大圆偏振光的过程

上转换圆偏振紫外光调控的对映选择性光聚合

(以上照片由环境与化学工程学院提供)

具有圆偏振发光(CPL)特性的光学材料由于在各个领域的巨大潜力而获得了广泛的关注。而具有较高发光不对称因子(glum)的CPL材料是实现有效应用的关键,然而目前大多数报道的光学材料所得到的发光不对称因子(glum)普遍较低,而且圆偏振发光区域都位于可见光区,相对较低的能量限制了其有效应用。因此,开发出具有高glum值的圆偏振紫外发光(CPUVL)材料,并进一步扩展其应用是非常必要的。

研究人员以手性R(S)-4,12-联苯[2,2]对环芳烃(R-/S-TP)作为上转换受体和热激活延迟荧光(TADF)分子4CzIPN作为非手性敏化剂,成功实现了可见到紫外的上转换圆偏振光的发射。应当指出的是,由TADF分子在较小的S1-T1间隙(ΔEST)中具有出色的性能,并且在系间窜越过程中的能量损失较少,因此该组合显示出较高的光子上转换效率(ΦUC= 7.9%)。面手性分子R- / S-TP在稀溶液中显示出良好的CPL性能(| glum| = 3.1×10-3,图1),加入敏化剂以后,成功实现了可见到紫外的上转换圆偏振光的发射,同时上转换发光过程可以进一步增强CPUVL的发光不对称因子(| glum| = 9.2 × 10-3)。有趣的是,他们将该上转换体系掺杂到室温向列型液晶中之后,可以获得手性向列相液晶(N*LC)和glum值达到0.19的UC-CPUVL。从N*LC产生的具有很高glum值的UC-CPUVL已成功应用于联乙炔的聚合反应中,得到光学活性高度可控且稳定的手性聚联乙炔(图2)。该研究工作不仅将为基于TTA-UC产生的UC-CPUVL进行手性聚合提供概念验证,而且还将为进一步开发CPL材料的功能性应用铺平道路。

a8g亚游官网只为非凡为论文第一单位,焦体峰教授课题组博士生韩冬雪为论文的第一作者。该工作得到国家基金委和科技部的大力支持。相关成果以题为“EquentiallyAmplifiedCircularlyPolarizedUltravioletLuminescence forEnantioselectivePhotopolymerization”的文章在线发表在Nature Communications, volume 11, Article number: 5659 (2020)。(编辑 蔡巧怡)

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-020-19479-1

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