近幾年來(lái)超長(zhǎng)有機(jī)磷光材料和圓偏振發(fā)光材料作為有機(jī)光學(xué)功能材料領(lǐng)域的兩個(gè)重要分支，具有廣闊的前景。雖然超長(zhǎng)室溫有機(jī)磷光材料得到了快速的發(fā)展，但是在極端溫度環(huán)境下有著廣泛應(yīng)用前景的超長(zhǎng)低溫有機(jī)磷光材料發(fā)展卻很緩慢，尤其是超長(zhǎng)低溫的無(wú)定型聚合物材料至今沒(méi)有文獻(xiàn)報(bào)道。近日，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所陳傳峰研究員團(tuán)隊(duì)在他們?cè)缙陂_(kāi)發(fā)的軸手性聯(lián)苯延遲熒光分子研究工作基礎(chǔ)上，通過(guò)一步碳-碳偶聯(lián)聚合，設(shè)計(jì)構(gòu)建了一種在低溫下兼具超長(zhǎng)余輝和強(qiáng)圓偏振發(fā)光的線性軸手性共軛聚合物。
研究發(fā)現(xiàn)該聚合物在77K下顯示2.2s的磷光壽命和68.2%的磷光占比。移除365nm的紫外光源后可以高亮度持續(xù)發(fā)光33s。從光物理過(guò)程分析，作者認(rèn)為該體系有著極快的系間竄越速率（S1→T）和極慢的磷光輻射衰減速率（T1→S0），導(dǎo)致大量的三重態(tài)激子快速積累并像沙漏里的沙子一樣緩慢地釋放磷光返回基態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算也進(jìn)一步證明了該體系的S1態(tài)與T態(tài)之間能級(jí)較小，利于系間竄越過(guò)程；而T態(tài)能級(jí)較高且缺乏足夠的旋軌耦合效應(yīng)，不利于T態(tài)的輻射衰減過(guò)程。 除此之外，由于該軸手性聚合物具有螺旋延伸的結(jié)構(gòu)，使得其相較于單體具有更大的圓偏振發(fā)光信號(hào)。值得注意的是，在77K的低溫下，手性聚合物在熒光峰和磷光峰處均表現(xiàn)出了強(qiáng)的圓偏振發(fā)光信號(hào)，其中在熒光峰處的不對(duì)稱發(fā)光因子達(dá)到了10-2量級(jí)。 總之，在該工作中，陳傳峰研究員團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)構(gòu)建了一種全新結(jié)構(gòu)的軸手性共軛聚合物，尤其是發(fā)現(xiàn)了其低溫下超長(zhǎng)余輝和強(qiáng)的圓偏振發(fā)光性質(zhì)，這也是首例兼具超長(zhǎng)余輝與圓偏振發(fā)光的低溫有機(jī)聚合物材料研究報(bào)道。該工作不僅有助于新型低溫超長(zhǎng)余輝有機(jī)材料和圓偏振發(fā)光材料的設(shè)計(jì)與構(gòu)建，而且也為發(fā)展應(yīng)用于極端溫度環(huán)境下的多功能有機(jī)材料研究提供了新的方向。 論文信息 Linear Axially Chiral Conjugated Polymers Exhibiting Ultralong Low-temperature Phosphorescence and Intense Circularly Polarized Luminescence Da-Wei Zhang, Meng Li and Chuan-Feng Chen* 文章第一作者是中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的博士研究生張大偉 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202213130
