圆偏振发光(CPL)材料由于其在光学显示,生物成像,信息加密和不对称催化等领域的潜在应用而备受关注。然而在聚合物基CPL发光材料中,由于其复杂的相互作用,对综合评价发光不对称因子(glum)和量子产率(QY)的品质因子(FM)的提升仍然较为困难。同时,对于高性能CPL发光材料的动态调控和功能应用一直是当前CPL材料发展的重大议题。
近几年,苏州大学的张伟教授团队在高分子多层次手性结构的高效构筑及精准控制领域取得了诸多进展(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202417495; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202414332; J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 16474; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 13218; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202315686; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202401077; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202314848; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202312259; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 24430; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 18566; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 9669; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 15129; Sci. China Chem. 2024, 67, 2362; Sci. China Chem. 2023, 66, 1169; Sci. China Chem. 2021, 64, 2105; Chem. Sci. 2023, 14, 5116; Chem. Sci. 2023, 14, 1673; Chem. Sci. 2022, 13, 13623; Macromolecules 2022, 55, 8556; ACS Macro Lett. 2021, 10, 690; Aggregate 2023, 4, e262;Adv. Sci. 2024, 11, 2308371等)。
张伟教授团队利用分子印迹策略通过界面超分子组装的方法制备出了高性能CPL聚合物薄膜。首先,非手性芴基聚合物与卟啉衍生物(TBPP)在手性柠檬烯的环境下进行共组装。在此过程中,柠檬烯起到手性诱导剂作用,而TBPP作为手性增强剂和印迹分子发挥了关键的作用。随后,通过链间交联进一步实现了手性固定和手性聚合物薄膜稳定性的提高。最后,通过溶剂效应可以有效地去除所有小分子,得到了具有品质因子提高的手性分子印迹聚合物薄膜(MIPF)(图1)。TBPP的去除为各种荧光客体分子提供了手性位点,包括聚集诱导发射(AIE)和聚集诱导猝灭(ACQ)分子,通过后组装的手性转移过程可以实现全色CPL发射。白色的CPL也可以通过AIE和ACQ客体分子定量混合来获得。手性MIPF可以用作界面微反应器,通过原位化学反应实现可动态调控的CPL发射。此外,凭借其较高的FM,手性MIPF可以作为手性光源对非手性偶氮苯聚合物薄膜进行手性诱导排列。手性MIPF具有稳定、优越的CPL性能以及多样化的功能性,显示出了广阔的应用前景。
图1. 具备多样化功能的手性薄膜MIPF的制备过程。
图2. 分子印迹前后芴基聚合物薄膜CPL信号变化及机制分析。
图3.MIPF作为手性模板的CPL循环变化图。
论文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202409078.
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