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  缺陷嵌入的手性向列相結構由于其對光具有特殊的操控能力，在光電材料領域有著至關重要的作用。中國吉林大學的徐雁教授和英國布里斯托大學的Stephen Mann教授課題組合作，基于晶態納米纖維素（CNC）自組裝與動力學捕獲協同策略，在左旋手性向列結構中原位嵌入具有半波延遲作用的向列相，實現圓偏振光的手性反轉。這種嵌入半波延遲層的CNC膜具有反射雙圓偏振光和發射雙圓偏振熒光的能力（圖1）。該工作進一步拓展了圓偏振光材料在高級光學防偽、加密方面的應用。

圖1

  晶態納米纖維素（CNC）提取于天然纖維素（如木本、非木本纖維素等），是一種可再生的天然高分子納米材料。CNC具有溶致型液晶性質，通過蒸發誘導自組裝形成左旋手性向列結構。徐雁教授課題組在揭示了CNC左旋手性向列結構單反射左旋圓偏振光/單發射右旋圓偏振熒光的本征能力后（Adv. Mater. 2018, 30(13), 1705948），近日，基于CNC自組裝與動力學捕獲協同策略，原位捕獲介穩態向列相嵌入左旋手性向列相結構中。這些向列相結構具有半波延遲能力，實現圓偏振光的手性反轉，得到了具有雙圓偏振反射、雙圓偏振熒光發射的CNC膜材料。

  通過改變CNC初始濃度及組裝溫度，可有效調控自發插入的向列相缺陷結構比例，調控其半波延遲能力，從而獲得左右圓偏振圖案不同及總反射率高達68 %的CNC膜 （圖2）；通過對CNC懸浮液進行相分離處理，獲得了正反面圓偏振光學性質相反的CNC膜。

圖2

  基于該CNC膜豐富的圓偏振光學性質，作者進一步展示了它在光學防偽圖標方面的應用潛力。如手機屏幕的關閉和亮屏狀態下表現出13種不同的光學圖案；與二維碼貼合，賦予其豐富的光學圖案信息，實現高級光學防偽（圖3）。

圖3

  綜上所述，自組裝與動力學捕獲協同策略使得雙圓偏振光反射/雙圓偏振熒光發射CNC膜的自發構筑成為可能。左右圓偏振光/熒光比例可調， 進一步拓展了CNC膜的本征圓偏振能力以及CNC膜在高級光學防偽標簽領域的巨大應用潛力。該工作為開發高效易量產圓偏振光材料提供了一條切實可行的路線及可持續材料選擇。

  近期，上述研究成果在中國化學學會、國際學術期刊CCS Chemistry 上發表（DOI: 10.31635/ccschem.020.202000248）。該論文第一作者為吉林大學化學學院的博士研究生陶佳偉，通訊作者為吉林大學的徐雁教授與英國布里斯托大學的Stephen Mann教授。

  論文鏈接：https://www.chinesechemsoc.org/doi/10.31635/ccschem.020.202000248

  徐雁教授主頁：

  https://www.x-mol.com/groups/yanxu-JLU

  http://synlab.jlu.edu.cn/2013/11/1872.html

  Stephen Mann教授主頁：

  http://www.stephenmann.co.uk/