近日，Angew. Chem. Int. Ed.刊發(fā)了中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心研究員段鵬飛團(tuán)隊(duì)和劉鳴華團(tuán)隊(duì)合作完成的工作（Dual upconverted and downconverted circularly polarized luminescence in donor-acceptor assemblies）。該工作首次報道在同一個體系中實(shí)現(xiàn)了手性和激發(fā)態(tài)能量轉(zhuǎn)移調(diào)控的雙重圓偏振發(fā)光，為設(shè)計(jì)新型手性發(fā)光材料提供了一種新的途徑。 EIqe|a+  
iYi3x_A`  
　　具有圓偏振發(fā)光(CPL)特性的材料在顯示、信息加密、存儲、光電器件以及不對稱光催化等方面具有潛在的應(yīng)用價值，在近年來受到越來越多的研究關(guān)注。如何能夠構(gòu)筑發(fā)射方向可控兼具高發(fā)光不對稱因子(glum)一直是CPL研究領(lǐng)域中的前沿挑戰(zhàn)。分子通過自組裝在超分子層次上形成有序的組裝結(jié)構(gòu)往往表現(xiàn)出相對單分子狀態(tài)放大的功能和性質(zhì)，因此分子組裝體系在構(gòu)筑具有CPL發(fā)射特性材料方面具有顯著的優(yōu)勢。自從2016年以來，國家納米中心團(tuán)隊(duì)在手性超分子組裝體系中構(gòu)筑圓偏振發(fā)光材料方面做出了一系列的系統(tǒng)性研究工作。例如，他們利用自組裝手性納米管為主體基質(zhì)，將非手性的有機(jī)染料分子、半導(dǎo)體量子點(diǎn)和鈣鈦礦納米晶等，分別與手性凝膠共組裝，實(shí)現(xiàn)了超分子手性向非手性的發(fā)光納米材料的傳遞，并且實(shí)現(xiàn)了全光譜范圍的圓偏振光發(fā)射，為CPL發(fā)光材料的制備提供了一種簡單易行的思路和途徑(Adv. Mater. 2017, 29, 1606503；Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 12174；Adv. Mater. 2018, 30, 1705011)。 AM4lAq_  
K!c "g,S  
　　在傳統(tǒng)的CPL研究領(lǐng)域中，大部分工作都集中在從單一手性通道來研究體系的CPL性質(zhì)，即用激發(fā)光直接激發(fā)手性發(fā)光物質(zhì)，其從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)的過程中發(fā)射出CPL，但卻很少有報道將手性和其它信息通道結(jié)合起來研究體系的性質(zhì)，期望能夠賦予體系一些新的性質(zhì)和功能。他們設(shè)計(jì)合成了一種含有手性谷氨酰胺衍生物的凝膠因子，發(fā)現(xiàn)該凝膠因子可以自組裝形成手性螺旋納米纖維結(jié)構(gòu)，并且表現(xiàn)出超分子手性和CPL特性。當(dāng)將非手性的染料摻雜到凝膠體系中，染料和凝膠因子可以共組裝形成納米螺旋結(jié)構(gòu)。并且在共組裝的過程中，凝膠因子的手性和激發(fā)態(tài)能量可以在超分子層次上傳遞到原本非手性的染料分子聚集體上，非手性的染料分子聚集體能夠同時捕獲手性凝膠因子的手性和激發(fā)態(tài)能量，并且表現(xiàn)出能量轉(zhuǎn)移放大的圓偏振發(fā)光特性。這一研究成果開辟了自組裝體系中手性和能量傳遞的新思路，為設(shè)計(jì)新的增強(qiáng)CPL這一研究成果開辟了自組裝體系中手性和能量傳遞的新思路，為設(shè)計(jì)新的增強(qiáng)材料發(fā)光不對稱因子(glum)提供了全新的啟示(Nat. Commun., 2017, 8, 15727)。 PT
7-_r  
t'e1r&^:r~  
　　更進(jìn)一步，他們將手性和基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅機(jī)制的光子頻率上轉(zhuǎn)換(TTA-UC)集成在同一個體系中，在這個工作中，軸手性的聯(lián)二萘胺衍生物作為三重態(tài)能量的電子受體，非手性的敏化劑為三重態(tài)能量的電子給體。研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)二萘胺受體分子通過TTA-UC機(jī)制被激發(fā)而發(fā)射出CPL的發(fā)光不對稱因子的glum值比直接激發(fā)下的glum值增強(qiáng)了將近20倍，從而表現(xiàn)出上轉(zhuǎn)換增強(qiáng)的圓偏振發(fā)射(J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9783；圖1)。這個工作開拓了上轉(zhuǎn)換圓偏振發(fā)光這個新領(lǐng)域，為增強(qiáng)CPL材料發(fā)光不對稱因子(glum)提供了新的思路。 mhZ{}~  
tA2Py  
　　在最新的研究工作中，他們進(jìn)一步將上轉(zhuǎn)換圓偏振發(fā)光的概念拓展到超分子組裝體系中(Angew. Chem. Int. Ed., DOI:10.1002/anie.201804402；圖2)。他們設(shè)計(jì)合成了手性凝膠因子和非手性的敏化劑。在兩者形成的共組裝體中，手性從凝膠因子傳遞到非手性敏化劑，而在532 nm 激光激發(fā)下，三重態(tài)能量從非手性敏化劑傳遞到手性凝膠因子，從而實(shí)現(xiàn)了手性和能量在給體和受體分子之間的雙向傳遞過程。手性和能量的雙向傳遞導(dǎo)致體系能夠發(fā)射雙重的上轉(zhuǎn)換和下轉(zhuǎn)換圓偏振光。這是首次報道在同一個體系中實(shí)現(xiàn)了手性和激發(fā)態(tài)能量轉(zhuǎn)移調(diào)控的雙重圓偏振光發(fā)光，為設(shè)計(jì)新型手性發(fā)光材料提供了一個新的途徑。 {Jf["Z  
W_:3Sj l'  
　　該系列研究工作得到了中科院率先行動“百人計(jì)劃”基金、國家自然科學(xué)基金和科技部納米重點(diǎn)專項(xiàng)和重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的支持。