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  圓偏振發光（CPL）材料在3維信息顯示、信息加密和生物探針等領域具有極大的應用潛力。材料發射光的CPL特性與其本身的手性特征具有高度的相關性，因此，賦予發光材料手性特征是設計和制備CPL材料的關鍵。目前，報道的大部分CPL發光材料，多基于傳統發光分子。為了得到最佳的CPL發光特性，這些分子制備和發光主要是在溶液中進行的。但對于固體CPL材料，特別是CPL薄膜鮮有報道。

  基于以上背景，上海交通大學陸學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，實現了非手性分子的可控手性排列，制備了具有高不對稱因子的CPL薄膜。（圖1）這項研究工作為固態CPL薄膜的設計和制備及相關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-聚環氧乙烷和手性酒石酸分子形成的手性嵌段共聚物組裝結構為模板，將非手性的熒光分子引入到組裝體系中，通過控制發光分子與嵌段共聚物鏈段之間的相互作用，誘導非手性發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/發光分子形成的手性螺旋組裝結構TEM圖（a）和(b)為不同手性酒石酸分子分子誘導的TEM， （c）和(d)為其對應的3維TEM圖

  研究中發現發光基團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異的發光特性和高不對稱因子，CPL發光的不對稱因子達到2.3 x 10^-2。同時由于發光分子與嵌段共聚物之間的弱相互作用，可以根據需要選擇具有不同發光波長的發光分子，這為新型固態發光材料的制備提供了一種新的策略。（圖3）

圖3 不同發光分子在嵌段共聚物組裝體系的CPL發光特性

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

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