中科院化学所陈传峰、李猛团队 Angew：基于刺激响应聚合物制备的手性共组装体用于放大全色圆偏振发光
2024-10-16 来源：高分子科技
方案1.（a）PFIQ和R/S-5011的分子结构。（b）手性刺激响应共组装体的制备方法和CPL信号的调制方法，以及全色圆偏振发光能量转移（CPL-ET）的示意图。
刺激响应发光材料已成为一类应用广泛、前景广阔的智能材料。它独特的内部结构或官能团可以在其响应于各种刺激（如温度、pH值、辐射、机械力等）的同时可视化的调节其发光性能。与此同时，圆偏振光与自然光相比在手性维度上涉及不同的信息，这导致了具有可调圆偏振发光（CPL）性质的刺激响应材料可以应用于加密、防伪和传感等领域。发光不对称因子（glum）是评价CPL性能的关键参数，其值可以在-2到+2之间变化。探索提高|glum|值的策略对刺激响应型CPL材料的广泛应用具有重要意义。一般来说，手性液晶的选择性反射有利于获得高|glum|值，但通过单个手性液晶系统实现|glum|值超过0.1的全色CPL仍然很困难。如果没有手性液晶组分的辅助，到目前为止，涉及金属络合物、聚合物、自由基和有机小分子的大多数刺激响应材料的|glum|值很难超过0.1。特别是，无论采用何种手性结构设计和能量转移的策略，大多数有机发光分子的|glum|值都限制在10-2的数量级。因此，通过简单的方法开发具有大|glum|值的新型刺激响应CPL材料对于获得高性能全色CPL体系和智能材料的进一步发展而言是非常必要的。
图4. 基于手性共组装体的可调节圆偏振发光性质及CPL-ET机制编辑的多重逻辑门。
总结，作者通过利用正辛基修饰的芴和异喹啉共聚合成了一种刺激响应型共轭聚合物PFIQ。经过热退火处理后，PFIQ与R/S-5011混合可以形成有序的手性共组装体，其有序结构可以有效地传递手性并放大CPL信号，从而得到0.3的高|glum|值。此外，深蓝色CPL可以实现能量下转换，手性共组装体P7R3和P7S3通过CPL-ET机制成功诱导了全色非手性发光分子产生CPL信号，并且相应的|glum|值均大于0.2。此外，通过TFA熏蒸和退火处理，可以可逆地调节手性共组装体的CPL行为，使其实现信息加密和解密应用。此外，利用手性组装体的可切换CPL性质和CPL-ET机制，编辑了多重逻辑门。这项工作不仅为开发具有大|glum|值的全色CPL材料铺平了道路，也为激活非手性发光材料产生CPL信号提供了一种方便通用的方法，同时也为应用于信息存储和加密领域的刺激响应型CPL材料的构建提供了新的思路。在过去的一年中，该团队在利用自组装和共组装策略提高手性发光材料的发光不对称因子方面进行了大量的工作并取得了开创性研究成果（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202412283; Adv. Mater. 2024, 36, 2406550）。
原味链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202416863.
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