圆偏振发光（Circularly Polarized Luminescence, CPL）材料以其独特的光学特性，在多个高科技领域展现出巨大的应用潜力，包括3D显示技术、手性传感、光学信息与数据存储、不对称合成以及生物成像等。实现CPL色彩调控的有效策略之一，是利用基于手性给体与受体间的Förster共振能量转移（Förster Resonance Energy Transfer, FRET）及手性转移机制。这一策略通常要求多种能级匹配的受体，但实际应用中存在一定的局限性。对于圆偏振磷光材料，精确调控余辉颜色并简化CPL材料的制备流程，避免复杂的有序组装过程，一直是该领域面临的技术挑战。
在本项研究中，作者采用了手性萘基磷酸酯衍生物（R/S-BNDHP）作为能量及手性转移的给体，同时使用广泛认可的荧光染料罗丹明B（Rhodamine B, RB）作为受体，以及聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol, PVA）作为聚合物基质。通过精确调控受体的含量，他们成功调节了余辉磷光与荧光的强度比，结合混色原理，实现了多色余辉的精细调控。具体而言，R/S-BNDHP在PVA基质中展现出了长余辉的圆偏振发光特性，其磷光寿命达到1025.5毫秒，磷光效率高达14.23%，并且具有8.44 × 10-3的高不对称因子。
相较于R/S-BNDHP@PVA基质薄膜，该作者通过引入并调控RB含量，不仅成功实现了CPL余辉色彩的精细调控，并且显著提升了不对称因子至5.17 × 10-2，这一提升达到了一个数量级的飞跃。这项工作不仅简化了大面积CPL材料的制备流程，而且通过精细调控余辉色彩，极大地优化了CPL材料的关键性能指标（不对称因子）。这为开发高效、新型的CPL材料提供了全新的视角，在有机光电子器件、高级防伪技术、生物传感以及数据存储等多个前沿领域的广泛应用潜力。该成果以“Tuning Circularly Polarized Afterglow Color via Modulation of Energy and Chirality Transfer in Co-Doped Films”为题发表在《Advanced Functional Materials》（Adv. Funct. Mater. 2024, 2409681. DOI: 10.1002/adfm.202409681）。
图1 常规FRET方法调整圆偏振余辉颜色的示意图(a), 本文通过受体含量改变调控圆偏振余晖色彩示意图（），本b文所用给体和受体的分子结构（c）。
图2 S-BNDHP 和 R-BNDHP的PVA掺杂薄膜在312 nm紫外线照射下和去除紫外线照射后的发光照片(a)、CD (b)、CPL (c)、DC (d) 磷光发射光谱(f)、glum -发射波长关系（g)、和 534 nm 磷光寿命（e, h)。
图3 不同含量RB的RB/R-BNDHP@PVA共掺杂薄膜的光学性质表征；RB/R-BNDHP@PVA(a), RB/S-BNDHP@PVA (b)共掺杂薄膜在312纳米紫外光激发下的荧光照片，以及紫外光关闭后不同时间的余辉照片; (c, d) 分别为RB/R-BNDHP@PVA和RB/S-BNDHP@PVA薄膜的延迟光谱；(e, f) 580和534 nm处延迟光谱强度比随RB含量变化的函数图，分别对应RB/R-BNDHP@PVA和RB/S-BNDHP@PVA薄膜；(g, h) 分别为RB/R-BNDHP@PVA和RB/S-BNDHP@PVA薄膜在580 nm处的寿命，随不同RB含量的变化；(i) 1wt% RB含量的RB/R-BNDHP@PVA（红线）和RB/S-BNDHP@PVA（蓝线）薄膜的圆二色性（CD）；(j) 同上薄膜的圆偏振发光（CPL）光谱；(k) 相应薄膜的不对称因子。
论文的第一作者及共同第一作者分别是桂林理工大学的2021级硕士研究生韦铃忠同学和郭颂副研究员；论文通讯作者是桂林理工大学材料学院的龚永洋教授、刘远立教授，和上海交通大学化学化工学院的袁望章研究员。该研究得到国家自然科学基金项目(52163017, U22A20250, 52073172)等项目的支持。
原文链接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202409681
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