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中科院化學(xué)所張金明、張軍團(tuán)隊(duì) TIMS：氫鍵重構(gòu) - 制備高不對(duì)稱因子圓偏振室溫磷光材料

2024-10-21 來源：高分子科技

圓偏振有機(jī)室溫磷光材料兼具手性發(fā)光特性和磷光性能，在3D顯示、生物成像、光電子器件、防偽材料、不對(duì)稱光催化等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。但是，常見圓偏振有機(jī)室溫磷光材料的不對(duì)稱因子僅為10^-3~10^-2，難以實(shí)用化。目前，實(shí)現(xiàn)高不對(duì)稱因子圓偏振室溫磷光的方法僅有外加偏振片法和液晶共組裝法。發(fā)展新的制備原理和制備方法，對(duì)于認(rèn)識(shí)圓偏振室溫磷光材料的構(gòu)建原理和推動(dòng)圓偏振室溫磷光材料的應(yīng)用具有重要意義。

近日，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所張金明、張軍團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種新原理：通過控制纖維素氫鍵復(fù)蘇以及隨后的氫鍵增強(qiáng)過程，可有效構(gòu)建和放大手性（圖1）。此過程，無需液晶基元和外加偏光片。基于此原理，他們發(fā)展了規(guī)模化且連續(xù)化的工藝過程，制得高g值、大面積、柔性、力學(xué)性能優(yōu)異且顏色可調(diào)的圓偏振有機(jī)室溫磷光材料。所得材料的g_abs和g_lum分別高達(dá)0.48和0.16，遠(yuǎn)高于先前報(bào)道的圓偏振室溫磷光材料（g_lum = 10^-3~ 10^-2）。磷光壽命高達(dá)561 ms（圖2）。

圖 1 纖維素基圓偏振室溫磷光材料的制備原理。

圖 2 纖維素基圓偏振室溫磷光材料的制備過程和光學(xué)性能。

制備過程以加工性能優(yōu)異的商品化醋酸纖維素為原料，可連續(xù)制得大尺寸的透明可折疊薄膜、纖維、氣凝膠等全彩圓偏振室溫磷光材料，也可制得各種全彩圓偏振室溫磷光圖案和涂層。并且，所得全彩圓偏振室溫磷光材料主體為纖維素，服役后在土壤中50天內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)完全降解（圖3）。更重要的是，所得全彩圓偏振室溫磷光表現(xiàn)出不可逆濕度響應(yīng)性和手性識(shí)別特性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境濕度變化過程的準(zhǔn)確檢測(cè)和多種旋光異構(gòu)體的可視化識(shí)別。上述新原理和新材料為拓展全彩圓偏振室溫磷光材料的種類和應(yīng)用提供了新思路。

圖 3 大面積柔性圓偏振室溫磷光材料及其降解性能。

該研究成果以“Large-Scale and Flexible Circularly Polarized Room Temperature Phosphorescence with a High Dissymmetry Factor and Chiral Sensing”為題發(fā)表于The Innovation Materials期刊，該論文的第一作者為中科院化學(xué)所靳坤峰博士，通訊作者為中科院化學(xué)所張金明研究員。

原文鏈接：https://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-mater.2024.100096

下載：Large-Scale and Flexible Circularly Polarized Room Temperature Phosphorescence with a High Dissymmetry Factor and Chiral Sensing

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（責(zé)任編輯：xu）

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