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  圓偏振發(fā)光（CPL）材料在3維信息顯示、信息加密和生物探針等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。材料發(fā)射光的CPL特性與其本身的手性特征具有高度的相關(guān)性，因此，賦予發(fā)光材料手性特征是設(shè)計(jì)和制備CPL材料的關(guān)鍵。目前，報(bào)道的大部分CPL發(fā)光材料，多基于傳統(tǒng)發(fā)光分子。為了得到最佳的CPL發(fā)光特性，這些分子制備和發(fā)光主要是在溶液中進(jìn)行的。但對(duì)于固體CPL材料，特別是CPL薄膜鮮有報(bào)道。

  基于以上背景，上海交通大學(xué)陸學(xué)民副教授和路慶華教授課題組利用嵌段共聚物的自組裝特性，提出“手性小分子誘導(dǎo)聚物手性組裝策略”，將非手性的熒光分子引入到嵌段共聚物組裝體系中，利用嵌段共聚物手性組裝形成的手性模板，實(shí)現(xiàn)了非手性分子的可控手性排列，制備了具有高不對(duì)稱因子的CPL薄膜。（圖1）這項(xiàng)研究工作為固態(tài)CPL薄膜的設(shè)計(jì)和制備及相關(guān)理論工作提供了一種新的策略。

圖1 嵌段共聚物手性組裝制備圓偏振發(fā)光材料示意圖

  研究中以兩親性嵌段共聚物聚丁二烯-b-聚環(huán)氧乙烷和手性酒石酸分子形成的手性嵌段共聚物組裝結(jié)構(gòu)為模板，將非手性的熒光分子引入到組裝體系中，通過(guò)控制發(fā)光分子與嵌段共聚物鏈段之間的相互作用，誘導(dǎo)非手性發(fā)光分子在組裝體系中手性排列。（圖2）

圖2 嵌段共聚物/酒石酸/發(fā)光分子形成的手性螺旋組裝結(jié)構(gòu)TEM圖（a）和(b)為不同手性酒石酸分子分子誘導(dǎo)的TEM， （c）和(d)為其對(duì)應(yīng)的3維TEM圖

  研究中發(fā)現(xiàn)發(fā)光基團(tuán)在手性組裝體系中的手性排列與自然界中的綬草具有相同的反手性模板特性。嵌段共聚物手性組裝薄膜具有優(yōu)異的發(fā)光特性和高不對(duì)稱因子，CPL發(fā)光的不對(duì)稱因子達(dá)到2.3 x 10^-2。同時(shí)由于發(fā)光分子與嵌段共聚物之間的弱相互作用，可以根據(jù)需要選擇具有不同發(fā)光波長(zhǎng)的發(fā)光分子，這為新型固態(tài)發(fā)光材料的制備提供了一種新的策略。（圖3）

圖3 不同發(fā)光分子在嵌段共聚物組裝體系的CPL發(fā)光特性

  以上研究成果發(fā)表在ACS Nano（DOI:10.1021/acsnano.0c03734）上。論文的第一作者為上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院的碩士生李慶祥，通訊作者為陸學(xué)民副教授。該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金（21975156）的資助。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c03734