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Angew. Chem. :动态调控圆偏振有机超长室温磷光不对称因子


具有长寿命的有机室温磷光聚合物在光学信息领域具有较大应用潜力。传统实现圆偏振有机超长室温磷光的方法主要包括有机晶体聚集,将手性发色团嵌入聚合物骨架中,以及以高分子为主体,有机小分子为客体的方法。然而,这些方法存在一个显著的局限性,即所获得的圆偏振发光不对称因子都是固定的。如何实现圆偏振有机磷光不对称因子(glum)的动态调控是当前面临的重大挑战。


针对这一挑战,近期,南京邮电大学赵强教授、李炳祥教授、马云教授与南京大学陆延青教授、北京大学杨槐教授、江西师范大学兰若尘教授开展科研合作,在圆偏振有机超长室温磷光领域取得了新的进展。



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图 1. 圆偏振有机室温磷光不对称因子(glum)动态调控所需材料和超结构的螺距调控示意图。(a)所需材料的分子结构;(b)通过构建有机室温磷光聚合物(P1)和分子马达(M1)掺杂的软螺旋超结构(SHS)双层膜体系实现软螺旋超结构螺距的动态调节。

该研究中通过构建双层膜结构,即有机室温磷光聚合物(P1)层和分子马达(M1)掺杂的软螺旋超结构(SHS)层(图1),成功实现了圆偏振不对称因子(glum)为1.38和衰减时间为805毫秒的有机超长室温磷光体系,进一步结合系统温度和光照时间的控制,可实现glum在0.6至1.38之间动态可逆调控。所用到的手性液晶,具有周期螺旋超结构,可以选择性地反射与自身手性相同的圆偏振光。将M1掺杂到手性液晶中,可实现远程和精确地调节软螺旋超结构的光子禁带:在紫外光照射下,M1分子经历从右手螺旋稳态到左手螺旋不稳定态的光致异构化过程,从而引起SHS螺距的变化和光子禁带的红移。若将温度升高到液晶清亮点以上,分子马达由左手性变成右手性,促使光子禁带发生蓝移。因此,在光照和温度的协同作用下,通过控制分子马达的异构化过程,最终实现了glum的动态调控(图2)。该方法可为实现圆偏振有机室温磷光glum的动态调控提供了新途径。

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图 2. 室温磷光聚合物-软螺旋超结构-分子马达(P1-SHS-M1)双层薄膜中圆偏振有机室温磷光性能的动态调控。(a)P1的延迟光致发光光谱和P1 - SHS - M1薄膜光子禁带的动态调节;(b)P1 - SHS - M1薄膜圆偏振磷光不对称因子(glum)动态调控;(c)P1 - SHS - M1薄膜在多次光致异构化过程和热恢复循环过程中glum的变化;(d)P1 - SHS - M1薄膜分别在无圆偏振片,左旋圆偏振片和右旋圆偏振片和在白光、紫外光照射和不同紫外光照射时间后的余晖图片;(e)P1 - SHS - M1薄膜在右旋圆偏振片和左旋圆偏振片下,经过不同时间紫外光照射后的反射偏光显微镜(POM)图。

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

南京大学和南京邮电大学为该工作的完成单位,陆延青教授、赵强教授、李炳祥教授、马云教授为论文的通讯作者,青年教师刘娇、研究生吴俊杰、博士后魏娟为论文的共同第一作者,北京大学杨槐教授、江西师范大学兰若尘教授对本文也有重要贡献。该工作得到国家重点研发计划、江苏省自然科学基金、南京邮电大学人才招聘自然科学研究启动基金、国家自然科学基金的资助。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202319536



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