近日,我院赵强教授、李炳祥教授与材料科学与工程学院马云教授、南京大学陆延青教授、北京大学杨槐教授、江西师大兰若尘教授开展科研合作,在圆偏振有机室温磷光领域成功实现重要突破。相关成果以“Dynamically Modulating the Dissymmetry Factor of Circularly Polarized Organic Ultralong Room-Temperature Phosphorescence from Soft Helical Superstructures”为题发表在国际顶级学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。我院为论文第一通讯单位,赵强教授、李炳祥教授、马云教授、陆延青教授为共同通讯作者,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,北大杨槐教授、博士生保金映、江西师大兰若尘教授、我院研究生黄志军、周昕宇对本文亦有重要贡献。
有机室温磷光聚合物(P1)在光学信息领域具有重要的应用价值。利用传统方法获得的圆偏振有机室温磷光的不对称因子(glum)都是固定不变的。如何实现glum的动态调控是当前该研究领域面临的重大挑战。
针对这一挑战,该工作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),成功构建了圆偏振不对称因子为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。该工作所用到的手性液晶,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,从而引起手性液晶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不对称因子的动态调控提供了新途径。
图 1.(a)圆偏振有机室温磷光的实现材料和(b)超结构的螺距调控示意图。
图 2. P1-SHS双层薄膜中圆偏振有机室温磷光性能的动态调控。
该工作得到国家重点研发计划、国家杰出青年科学基金、国家高层次青年人才项目、国家自然科学基金面上项目、江苏省科技前沿引领项目等的资助。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202319536
(撰稿:刘娇 编辑:徐伟 审核:赵强)