洪茂椿课题组在白光圆偏振发光材料研究取得新进展

yinjian

具有圆偏振发光（CPL）特性的材料因在3D 显示、信息存储与处理、 CPL 激光、生物探针、光催化不对称合成的巨大应用前景受到广泛的关注。发展具有多重发射的圆偏振发光材料有望带来白色CPL器件的突破，同时为探索手性化合物的多重激发态提供独特的模型。金属-有机配位聚合物具有丰富的手性结构和优异的光学性能，是构筑多重发射圆偏振发光的优秀候选材料。
        在国家重点研发计划项目，中国科学院前沿科学重点研究计划项目，国家自然科学基金委支持下，福建物构所结构化学国家重点实验室洪茂椿课题组通过不对称自组装获得一对具有螺旋手性的Cu(I)配位聚合物。通过发挥化合物独特的手性结构和双峰发射的特性实现了具有高显色指数和不对称因子的本征圆偏振白光材料。
研究者利用构象多变的非手性有机配体与一价铜簇通过配位自组装，通过自发拆分得到了一对具有手性的二维层状配位聚合物（1-M/1-P）。单晶结构分析显示其手性来自于烧瓶状结构基元的多重螺旋组装（图1）。

图1：手性铜簇配位聚合物的结构

        在配位自组装过程中观察到了有趣的不对称破缺现象。通过理论计算和实验验证，发现配体在配位后构象的固定是产生手性的根本原因。1-M中的结构基元具有更低的相对稳定性，在初始结晶过程中优先被结晶出来，再通过自催化过程将最初的手性放大，最终产生体系的不对称破缺现象。

图2： 手性铜簇配位聚合物结晶过程中的不对称破缺现象

        该手性配位聚合物的荧光具有双峰发射峰，可以通过调节双发射峰的强度获得具有高显示色指数（93.4）的单一相暖白光材料。同时，晶态配位聚合物还具有高不对称因子的圆偏振发光，在配位聚合物中首次同时实现了单一相本征白光和圆偏振白光。

图3： 手性铜簇配位聚合物同时具备优秀的白光发射和圆偏振发光性能

        该工作为构建具有优异性能的多功能圆偏振发光材料提供了新思路。成果以“White-Light Emission and Circularly Polarized Luminescence from a Chiral Copper(I) Coordination Polymer through Symmetry-Breaking Crystallization”为题，近期发表于《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202201590, doi.org/10.1002/anie.202201590）上。博士后余沐昕为本文第一作者，洪茂椿院士和陈莲研究员为共同通讯作者。
      论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202201590.


       文章来源：福建物构所
      洪茂椿　男，博士，中国科学院福建物质结构研究所研究员，中国科学院院士，亚太材料科学院院士，第三世界科学院院士。《Crystal Growth & Design》，《结构化学》和《波谱学》杂志副主编,《Inorg. Chem. Commun.》，《Inorg. Chim. Acta》，《J. Mol. Struct.》，《中国科学B版》和《化学进展》等杂志编委。