第一作者：ong>Ting Zhang，Chuanmei Tang
通讯作者：Yuefei Wang，Wei Qi
通讯单位：天津大学
研究内容：
研究了由纤维素纳米晶体 (CNCs) 和牛血清白蛋白稳定的金纳米簇 (BSA-AuNCs) 共组装的复合薄膜的形成和性质。进一步研究了BSA-AuNC浓度对CNC基复合薄膜结构和光学性能的影响。发现复合膜保留了手性向列结构和旋光性。自组装的CNC和BSA-AuNC 螺旋上层结构可以产生强的左旋圆偏振发光，不对称因子高达 0.287。同时，在不影响复合薄膜结构色和荧光特性的情况下，引入了第三种组分聚乙二醇，以增强薄膜的柔韧性。薄膜制备的简单性、CNCs的丰富性以及复合薄膜的柔韧性和稳定性为生产具有集成功能的功能材料铺平了道路。
要点一：
通过将客体 BSA-AuNCs 嵌入手性向列 CNC 薄膜中，开发了一系列具有综合光学特性的复合薄膜。所有复合薄膜均保留了手性向列型CNCs的光学特性，具有强双折射和结构色。在CNCs的手性向列结构中，AuNCs呈间隔分布且随机分布。
要点二：
通过添加一定量的PEG，可以在不影响复合薄膜结构和光学性能的情况下增加柔韧性。通过改变AuNCs的浓度，复合薄膜表现出优异的CPL(circularly polarized luminescence)强度，波长可调。左旋螺旋结构和具有可调光子带隙的宽波长范围负责诱导 CPL。结果表明，CNCs与无机纳米团簇的结合为CPL活性材料的开发提供了强有力的平台。
图1. BSA-AuNC 和 CNC 解决方案在 (a) 可见光和 (b) 紫外光下的照片。(c) BSA-AuNCs 和 (d) CNCs 的代表性 TEM 图像。(e) BSA-AuNCs (顶部) 和 CNCs (底部) 在可见光谱区域 (水平轴) 的光电发射光谱。纵轴表示它们的辐射波长相关的光发射强度。
图2. 在 (a) 可见光和 (b) 紫外光下的照片，(c) 光学吸收光谱和 (d) 不同比例的 CNCs 和 BSA-AuNCs 混合溶液的光发射光谱 (λex = 470 nm)。
图3. （a）可见光和（b）紫外线和（c）POM下的照片，用于具有不同比例的CNCs和BSA-AuNCs的复合膜（干燥48小时）。
图4. 具有不同比例的 CNCs 和 BSAAuNCs 的复合薄膜的 (a) 反射光谱和 (b) 圆二向色光谱下的照片。薄膜 (c) C1-0Au 和 (d) C8-1Au 横截面的代表性 SEM 图像。
图5. 在自然光(a)和紫外光(b)下添加PEG前后复合膜的对比照片。不同比例的CNCs、PEG和BSA-AuNCs混合溶液的(c)光吸收光谱和(d)光发射光谱(λex = 470 nm)下的照片。(e) 具有不同比例的 CNCs、PEG 和 BSA-AuNCs 的复合膜的反射光谱和 (f) 圆二向色光谱。
图6. (a) 具有不同比例的 CNCs 和 BSA-AuNCs 的复合薄膜和 (b) 具有不同比例的 CNCs、PEG 和 BSA-AuNCs 的复合薄膜的 CPL 光谱。
参考文献：
Ting Zhang,Chuanmei Tang,Yuefei Wang,* Chaoxuan Wang, Yiwen Zhang, Wei Qi,* Rongxin Su,and Zhimin He. Circularly Polarized Luminescent Chiral Photonic Films Based on the Coassembly of Cellulose Nanocrystals and Gold Nanoclusters. Langmuir. 2022, 2c00376.
