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南京郵電大學趙強教授和南京大學陸延青教授團隊 Angew:動態調控圓偏振有機超長室溫磷光不對稱因子
2024-02-09  來源:高分子科技

  圓偏振室溫磷光(CPRTP)材料在光學防偽與信息加密領域具有重要的應用價值,傳統實現圓偏振有機室溫磷光的方法主要包括有機晶體聚集,將手性發色團嵌入聚合物骨架中,以高分子為主體、有機小分子為客體,將室溫磷光聚合物摻雜到手性液晶中。然而,這些方法無法實現圓偏振室溫磷光不對稱因子動態可逆調控。 


  針對這一挑戰,近期南京郵電大學趙強教授、李炳祥教授、馬云教授與南京大學陸延青教授、北京大學楊槐教授、江西師范大學蘭若塵教授開展科研合作在圓偏振有機超長室溫磷光領域取得了新的進展。相關研究成果以“Dynamically Modulating the Dissymmetry Factor of Circularly Polarized Organic Ultralong Room-Temperature Phosphorescence from Soft Helical Superstructures”為題,已發表在國際學術期刊Angewandte Chemie International Edition.DOI: 10.1002/anie.202319536.)。


  該研究中通過構建雙層膜結構,即有機室溫磷光聚合物(P1)層和分子馬達(M1)摻雜的軟螺旋超結構(SHS)層(圖1),成功實現了圓偏振不對稱因子(glum)為1.38和衰減時間為805毫秒的有機超長室溫磷光體系,進一步通過控制溫度和光照時間最終實glum0.61.38之間動態可逆調控。所用到的手性液晶具有周期螺旋超結構,可以選擇性地反射與自身手性相同的圓偏振光。將M1摻雜到手性液晶中,可遠程并精準地調節軟螺旋超結構的光子禁帶:在紫外光照射下,M1分子經歷從右手螺旋穩態到左手螺旋不穩定態的光致異構化過程,從而引起SHS螺距的變化和光子禁帶的紅移。若將溫度升高到液晶清亮點以上,分子馬達由左手性變成右手性,促使光子禁帶發生藍移。因此,在光照和溫度的協同作用下,通過控制分子馬達的異構化過程,最終實現了glum的動態調控(圖2)。該方法可為實現圓偏振有機室溫磷光glum的動態調控提供了新途徑。 


 1. 圓偏振有機室溫磷光不對稱因子(glum)動態調控所需材料和超結構的螺距調控示意圖。a所需材料的分子結構;(b通過構建有機室溫磷光聚合物(P1)和分子馬達(M1)摻雜的軟螺旋超結構(SHS)雙層膜體系實現軟螺旋超結構螺距的動態調節。 


 2. 室溫磷光聚合物-軟螺旋超結構-分子馬達P1-SHS-M1)雙層薄膜中圓偏振有機室溫磷光性能的動態調控。aP1的延遲光致發光光譜和P1 - SHS - M1薄膜光子禁帶的動態調節;(bP1 - SHS - M1薄膜圓偏振磷光不對稱因子(glum)動態調控;(cP1 - SHS - M1薄膜在多次光致異構化過程和熱恢復循環過程中glum的變化;(dP1 - SHS - M1薄膜分別在無圓偏振片,左旋圓偏振片和右旋圓偏振片和在白光、紫外光照射和不同紫外光照射時間后的余暉圖片;(eP1 - SHS - M1薄膜在右旋圓偏振片和左旋圓偏振片下,經過不同時間紫外光照射后的反射偏光顯微鏡POM


  南京大學和南京郵電大學為該工作的完成單位,陸延青教授、趙強教授、李炳祥教授、馬云教授為論文的通訊作者,青年教師劉嬌、研究生吳俊杰、博士后魏娟為論文的共同第一作者,北楊槐教授、江西師范大學蘭若塵教授對本文也有重要貢獻。該工作得到國家重點研發計劃、江蘇省自然科學基金、南京郵電大學人才招聘自然科學研究啟動基金、國家自然科學基金的資助。


  論文信息

  Dynamically Modulating the Dissymmetry Factor of Circularly Polarized Organic Ultralong Room-Temperature Phosphorescence from Soft Helical Superstructures

  Jiao Liu, Jun-Jie Wu, Juan Wei, Zhi-Jun Huang, Xin-Yu Zhou, Jin-Ying Bao, Ruo-Chen Lan, Yun Ma, Bing-Xiang Li, Huai Yang, Yan-Qing Lu and Qiang Zhao

  論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202319536

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