在大自然中,许多天然手性生物对圆偏振光表现出典型的响应性。受自然生物的启发,近年来研究人员在开发选择性反射或发射圆偏振光的手性材料方面取得了巨大进展。特别来自手性材料的圆偏振发光(CPL),由于其独特的优势而受到越来越多的关注。自组装已被证明是制备CPL活性材料的有效方法。然而传统超分子自组装获得的圆偏振发光材料的不对称因子(glum)普遍较低(10-5-10-3)。我校材料科学高等研究院、化学与生命科学学院郭佩佩课题组利用β-环糊精(β-CD)和十二烷基硫酸钠(SDS)构建的区别于传统自组装的晶格自组装(Lattice self-assembly, LSA)圆偏振发光水凝胶获得了高的发光不对称因子(0.1)。该成果为构筑高圆极化的圆偏振发光材料提供了简单可行的策略。
论文成果在国际顶级学术期刊ACS Nano上发表“Hierarchically Chiral Lattice Self-Assembly Induced Circularly Polarized Luminescence”。长春工业大学为论文第一单位,郭佩佩为通讯作者,我校硕士生梁家其为第一作者。
该工作在β-环糊精(β-CD)和十二烷基硫酸钠(SDS)构建的晶格自组装螺旋管中观察到了手性的多级次传递现象,并成功构建了由晶格自组装螺旋管与负载的非手性染料共组装而形成的手性发光材料,染料处于无数个小晶格(通过自组装形成的有序的晶格)环境中,进而获得非常高的发光不对称因子(图1)。同时,加入氯化钠可以导致螺旋管解组装成纳米片。发现掺入阳离子染料的纳米片也具有手性光学性质,更有力的证明了β-CD的分子手性的多级次传递。该项目得到了多项国家自然科学基金项目经费的支持。
图1多级次手性晶格自组装诱导的圆偏振发光示意图
ACS Nano为化学领域的顶级期刊,由美国化学学会出版,收录纳米科学、物理化学、有机化学、材料学等领域的研究论文。2018年影响因子为13.903。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b08408 (ACS Nano, 2020, doi:10.1021/acsnano.9b08408)
佩佩博士简介
2013年6月,毕业于中国科学院化学研究所胶体与界面科学重点实验室,师从刘鸣华研究员,获得理学博士学位;2013年9月,引进长春工业大学工作。目前研究兴趣主要利用超分子相互作用构筑有序组装体和功能材料。近年来以第一作或通讯作者在国际知名杂志ACS Nano, ACS Applied Materials & Interfaces, J. Mater. Chem, soft matter, Langmuir上发表多篇论文。