手性液晶超分子组装为构建性能优异的圆偏振发光(CPL)材料提供了理想的途径。然而,手性液晶中的手性传递通常发生在从构型手性到超分子相手性的两个层级上,更精确和更多层级的手性传递具有吸引力和挑战性。
图2. 手性非荧光聚合物(P46)及其诱导的胆甾相液晶(CLCs)的手性光学性能
图4. 利用胆甾相液晶(CLCs)的选择性反射实现高性能圆偏振发光
图5. 掺有非手性荧光分子BPA和NR的四元胆甾相液晶(CLCs)的白色圆偏振发光
图6. 四元胆甾相液晶(CLCs)的电场刺激响应性能
图7. CPL活性胆甾相液晶(CLCs)在防伪安全、信息加密以及手性逻辑门中的应用展示
该研究开发的CPL活性CLCs具有结构色、荧光、手性和CPL等光学特性,基于这种多维光学特性,展示了CLCs在防伪安全、信息加密以及用于光学计算和处理的手性逻辑门中的应用前景(图7)。
综上所述,该工作成功实现了从小分子单体的构型点手性到手性非荧光聚合物的螺旋构象手性,再到胆甾相液晶的超分子相手性的三层级手性传递和放大过程。通过将手性非荧光聚合物和非手性荧光分子掺入向列相液晶分子中,成功构建了全色CPL活性胆甾相液晶,最大发光不对称因子和最大光致发光量子产率分别为1.54和63.8%。并且利用螺旋超分子组装和选择性反射机理的协同作用,实现了CIE坐标为(0.32, 0.33),最大发光不对称因子为1.46的白光CPL。此外,制备了电场刺激响应CPL开关,进行了防伪安全、信息存储与加密、以及手性逻辑门的应用展示。该研究提出的三层级手性传递和放大策略不仅促进了对不同层级间手性传递和放大的理解,而且为构建性能优异的CPL材料和器件提供了一个方便有效的途径。
原文链接:https://doi.org/10.1002/adma.202412805
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