哈尔滨工业大学(深圳)何自开课题组在近期的研究中提出了一种新策略,通过缩短分子内柔性烷基链的长度来提高分子的结构刚性,并通过增强不同环境条件下的分子间相互作用力来限制分子运动,从而协同促进有机圆偏振发光性能的显著提升。 有机圆偏振发光材料因其在智能传感、三维显示、光学信息存储、有机发光二极管及生物成像等众多领域的广泛应用而备受科研界的重视。然而,由于有机小分子结构的手性特征弱及分子动态运动强,提升其圆偏振发光性能的难度颇大,亟需开发新的增强策略。尤其是目前科研领域对分子动态行为与圆偏振性能间的关系尚未有系统性的研究成果。为深入探究分子运动限制对圆偏振性能提升的机制,研究团队设计并合成了一系列不同链长的烷氧基锁定的轴二苯并呋喃结构,并将其应用于不同环境中,以探索各影响因子之间的内在联系。 研究团队首先采用动力学手段分离得到了高纯度手性的异构体,通过紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱实验证明了烷氧基链长度的缩短有助于调节分子内芳基的二面角,从而导致吸收和发射波长的红移。此外,研究表明,缩短烷氧基链同时也增强了分子的结构刚性,使得分子展现出较高的摩尔吸光系数和量子产率。进一步的研究发现,在溶液、晶体和薄膜环境中,随着环境刚性的增加和分子间相互作用力的加强,圆偏振性能的关键指标——不对称因子g值也随之增大。通过分析环境与分子结构的互动,研究团队揭示了限制分子运动能有效稳定分子手性特征并抑制结构的动态变化,由此显著提升圆偏振性能。对开发高性能的有机圆偏振发光系统具有重要的参考价值。
图1 分子运动限制策略引起圆偏振发光不对称因子增强的示意图 论文信息 Boosting Circularly Polarized Luminescence from Alkyl-Locked Axial Chirality Scaffold by Restriction of Molecular Motions Wenbin Huang, Yuxin Zhu, Kang Zhou, Letian Chen, Zujin Zhao, Engui Zhao, Zikai He Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202303667







