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蘇州大學張偉教授團隊 Small:分子印跡策略實現(xiàn)圓偏振發(fā)光增強的可循環(huán)聚合物手性薄膜
2024-11-21  來源:高分子科技

  圓偏振發(fā)光CPL)材料由于其在光學顯示,生物成像,信息加密和不對稱催化等領域的潛在應用而備受關注。然而在聚合物基CPL發(fā)光材料中,由于其復雜的相互作用,對綜合評價發(fā)光不對稱因子(glum)和量子產(chǎn)率(QY)的品質(zhì)因子(FM)的提升仍然較為困難。同時,對于高性能CPL發(fā)光材料的動態(tài)調(diào)控和功能應用一直是當前CPL材料發(fā)展的重大議題。


  近幾年,蘇州大學的張偉教授團隊在高分子多層次手性結(jié)構(gòu)的高效構(gòu)筑及精準控制領域取得了諸多進展(Angew. Chem. Int. Ed. 2024e202417495; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202414332J. 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, e202401077Angew. 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, 18566Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 9669; Angew. Chem. Int. Ed. 202059, 15129; Sci. China Chem. 2024, 67, 2362; Sci. China Chem. 2023, 66, 1169; Sci. China Chem. 202164, 2105; Chem. Sci. 202314, 5116; Chem. Sci. 202314, 1673; Chem. Sci. 202213, 13623; Macromolecules 202255, 8556; ACS Macro Lett. 202110, 690; Aggregate 20234, e262;Adv. Sci. 202411, 2308371等)。


  張偉教授團隊利用分子印跡策略通過界面超分子組裝的方法制備出了高性能CPL聚合物薄膜。首先,非手性芴基聚合物與卟啉衍生物(TBPP)在手性檸檬烯的環(huán)境下進行共組裝。在此過程中,檸檬烯起到手性誘導劑作用,而TBPP作為手性增強劑和印跡分子發(fā)揮了關鍵的作用。隨后,通過鏈間交聯(lián)進一步實現(xiàn)了手性固定和手性聚合物薄膜穩(wěn)定性的提高。最后,通過溶劑效應可以有效地去除所有小分子,得到了具有品質(zhì)因子提高的手性分子印跡聚合物薄膜(MIPF1。TBPP的去除為各種熒光客體分子提供了手性位點,包括聚集誘導發(fā)射(AIE)和聚集誘導猝滅(ACQ)分子,通過后組裝的手性轉(zhuǎn)移過程可以實現(xiàn)全色CPL發(fā)射。白色的CPL也可以通過AIEACQ客體分子定量混合來獲得。手性MIPF可以用作界面微反應器,通過原位化學反應實現(xiàn)可動態(tài)調(diào)控的CPL發(fā)射。此外,憑借其較高的FM,手性MIPF可以作為手性光源對非手性偶氮苯聚合物薄膜進行手性誘導排列。手性MIPF具有穩(wěn)定、優(yōu)越的CPL性能以及多樣化的功能性,顯示出了廣闊的應用前景。


1. 具備多樣化功能的手性薄膜MIPF的制備過程。


  通過2可以看出,芴基聚合物與小分子TBPP的共組裝實現(xiàn)了glum值的顯著提高,但是也大幅降低了QY。借鑒分子印跡的思想,對聚合物進行手性固定后再移除小分子TBPP。在幾乎不影響glum值的情況下,使得聚合物薄膜的QY進一步回復,最終實現(xiàn)FM的大幅提高。


2. 分子印跡前后芴基聚合物薄膜CPL信號變化及機制分析。


  進一步來講,印記分子TBPP的移除在MIPF中構(gòu)建了手性位點。作者選用了ACQ熒光客體分子和AIE熒光客體分子通過后組裝來與手性MIPF中的手性位點相互作用,成功實現(xiàn)了可循環(huán)的全色CPL發(fā)射。同時,利用不同發(fā)射波長的熒光客體分子定量共組裝,形成了代表性的白色CPL發(fā)射(3)。


3.MIPF作為手性模板的CPL循環(huán)變化圖。


  以上工作受到了國家自然科學基金(9235630522301206安徽省自然科學基金(2308085J15)以及安徽省高等學校自然科學基金(2023AH010012)等項目資助。相關成果以“Molecular Imprinting Strategy Enables Circularly Polarized Luminescence Enhancement of Recyclable Chiral Polymer Films”為題發(fā)表于《Small》上。文章的第一作者為蘇州大學碩士研究生王念尉和安徽工程大學洪冉,通訊作者為蘇州大學張偉教授和張弓博士后。


  論文鏈接:https://doi.org/10.1002/smll.202409078.

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(責任編輯:xu)
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