燕山大學在手性液晶體系上轉換圓偏振紫外發光的手性光聚合應用取得重要研究進展

具有圓偏振發光（CPL）特性的光學材料由於在各個領域的巨大潛力而獲得了廣泛的關注。而具有較高發光不對稱因子(glum)的CPL材料是實現有效應用的關鍵，然而目前大多數報導的光學材料所得到的發光不對稱因子(glum)普遍較低，而且圓偏振發光區域都位於可見光區，相對較低的能量限制了其有效應用。因此，開發出具有高glum值的圓偏振紫外發光（CPUVL）材料，並進一步擴展其應用是非常必要的。

研究人員以手性R(S)-4,12-聯苯[2,2]對環芳烴（R-/S-TP）作為上轉換受體和熱激活延遲螢光（TADF）分子4CzIPN作為非手性敏化劑，成功實現了可見到紫外的上轉換圓偏振光的發射。應當指出的是，由TADF分子在較小的S1-T1間隙（ΔEST）中具有出色的性能，並且在系間竄越過程中的能量損失較少，因此該組合顯示出較高的光子上轉換效率（ΦUC= 7.9％）。面手性分子R- / S-TP在稀溶液中顯示出良好的CPL性能（| glum| = 3.1×10-3，圖1），加入敏化劑以後，成功實現了可見到紫外的上轉換圓偏振光的發射，同時上轉換發光過程可以進一步增強CPUVL的發光不對稱因子（| glum| = 9.2 × 10-3）。有趣的是，他們將該上轉換體系摻雜到室溫向列型液晶中之後，可以獲得手性向列相液晶（N*LC）和glum值達到0.19的UC-CPUVL。從N*LC產生的具有很高glum值的UC-CPUVL已成功應用於聯乙炔的聚合反應中，得到光學活性高度可控且穩定的手性聚聯乙炔（圖2）。該研究工作不僅將為基於TTA-UC產生的UC-CPUVL進行手性聚合提供概念驗證，而且還將為進一步開發CPL材料的功能性應用鋪平道路。

燕山大學為論文第一單位，焦體峰教授課題組博士生韓冬雪為論文的第一作者。該工作得到國家基金委和科技部的大力支持。相關成果以題為「EquentiallyAmplifiedCircularlyPolarizedUltravioletLuminescenceforEnantioselectivePhotopolymerization」的文章在線發表在Nature Communications, volume 11, Article number: 5659 (2020)。