我校教師成果發表在國際高分子化學領域權威期刊Macromolecules

最近，我校2023年新進博士耿中興老師及其合作者的科研成果在線發表在國際高分子化學領域權威期刊Macromolecules (DOI：10.1021/acs.macromol.4c00153)及化學學科中科院1區TOP期刊Journal of Colloid and Interface Science (DOI：10.1016/j.jcis.2024.05.019)。耿中興博士為上述2篇論文的第一作者，合肥大學為第一單位。耿中興博士是我校2023年新進博士，他在入職合肥大學1年內已經獲批國家自然科學青年基金、安徽省自然科學青年基金等項目資助，發表中科院1區TOP期刊論文2篇。

能源材料與化工學院、科研處、人事處

2024-6-19

相關成果介紹：

圓偏振發光(CPL)材料在三維成像、光學信息存儲、不對稱合成等方面頗具應用潛力，在手性科學研究中具有重要意義。手性組分在氫鍵、靜電相互作用及π-π堆積等相互作用的協同下，可以組裝成各種各樣的手性結構，表現出獨特的CPL性質。目前大多數CPL材料的不對稱因子(g_lum)值低于10^-2數量級，如何提高g_lum值以及如何實現手性轉移、傳遞和放大成為當前CPL研究亟需解決的最關鍵科學問題之一。為解決這一難題，近日，合肥大學能源材料與化工學院青年教師耿中興及其合作者在高g_lum值CPL材料的構筑和性能提升研究方面取得了系列新進展。研究人員創新性地采用兩種不同取代位點的非手性芘基主鏈聚合物(BP-1和BP-2) (BP-1的芘環為1,6位，BP-2的芘環為2,7位)作為CPL發射體與一種帶有橋接烷基鏈的手性聯萘誘導劑(S/R-D)，通過分子間手性誘導機制構建螺旋手性共組裝體。有趣的是，與S/R-D-BP-1相比，經過熱退火處理的手性共組裝體S/R-D-BP-2可以發出反轉和放大的CPL信號。最佳質量摻雜比的手性共組裝體(S/R-D)_0.2-(BP-2)_0.8旋涂薄膜的最大|g_lum|值在220 nm厚度下高達0.71 (λ_em = 428 nm, QY = 44.8%)，約為(S/R-D)_0.1-(BP-1)_0.9(|g_lum| = 0.12，λ_em = 451 nm, QY = 37.6%)的6倍。值得強調的是，在分子間π-π堆疊相互作用驅動的手性共組裝芘基CPL材料中，最大|g_lum|值高達0.71是迄今為止報道的最高值之一。實驗和理論分析結果表明反轉CPL信號可歸因于手性共組裝過程中分子間π-π堆疊相互作用驅動的不同共組裝模式導致螺旋納米纖維方向相反。本研究為基于非手性芘基主鏈聚合物結構-活性調節手性共組裝發射體的CPL發射行為提供了一種有效的新方法。該工作近期在高分子學科權威性學術期刊Macromolecules發表(doi.org/10.1021/acs.macromol.4c00153)。

CPL材料的發光行為(例如，發射波長，量子產量以及g_lum值)調控對其實際應用具有重要意義。迄今為止，針對手性芘基自組裝或共組裝的CPL發射行為的調控策略主要集中于調節手性誘導劑結構、分子內或分子間相互作用、溶劑效應等因素，而在手性共組裝體系中，通過改變非手性芘基發射體的結構對稱性來調節CPL發射行為的報道還很少。研究人員精心設計了3種具有不同丁氧基苯取代基數目的非手性芘基有機小分子 (Py-1、Py-2和Py-3)和錨定二面角的手性二苯基誘導劑(R/S-B)構建手性共組裝體，并探討了它們誘導的CPL行為。研究發現，制備的手性共組裝體具有多層級CPL發射行為。結構分析和分子動力學模擬表明，(R/S-B)₁-(Py-1)₁₀、(R/S-B)₁-(Py-2)₇和(R/S-B)₁-(Py-3)₁的多層級CPL發射行為可歸因于非手性芘基發射體的結構對稱效應導致的不同共組裝模式。其中，(R/S-B)₁-(Py-2)₇的最強CPL發射(|g_em| = 5.6×10^-2，λ_em = 423 nm, QY = 34.8%)源于分子間π-π堆疊相互作用驅動下以層狀堆積模式形成的高度有序的螺旋狀納米纖維。該研究為通過調控手性共組裝體系中非手性芘基發射體的結構對稱效應來調節CPL的發射行為提供了新的策略。該工作近期在化學學科知名學術期刊Journal of Colloid and Interface Science發表(doi.org/10.1016/j.jcis.2024.05.019)。