我校教師成果發(fā)表在國際高分子化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Macromolecules

最近，我校2023年新進(jìn)博士耿中興老師及其合作者的科研成果在線發(fā)表在國際高分子化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Macromolecules (DOI：10.1021/acs.macromol.4c00153)及化學(xué)學(xué)科中科院1區(qū)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(xué)為第一單位。耿中興博士是我校2023年新進(jìn)博士，他在入職合肥大學(xué)1年內(nèi)已經(jīng)獲批國家自然科學(xué)青年基金、安徽省自然科學(xué)青年基金等項(xiàng)目資助，發(fā)表中科院1區(qū)TOP期刊論文2篇。

能源材料與化工學(xué)院、科研處、人事處

2024-6-19

相關(guān)成果介紹：

圓偏振發(fā)光(CPL)材料在三維成像、光學(xué)信息存儲(chǔ)、不對稱合成等方面頗具應(yīng)用潛力，在手性科學(xué)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(xié)同下，可以組裝成各種各樣的手性結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出獨(dú)特的CPL性質(zhì)。目前大多數(shù)CPL材料的不對稱因子(g_lum)值低于10^-2數(shù)量級(jí)，如何提高g_lum值以及如何實(shí)現(xiàn)手性轉(zhuǎn)移、傳遞和放大成為當(dāng)前CPL研究亟需解決的最關(guān)鍵科學(xué)問題之一。為解決這一難題，近日，合肥大學(xué)能源材料與化工學(xué)院青年教師耿中興及其合作者在高g_lum值CPL材料的構(gòu)筑和性能提升研究方面取得了系列新進(jìn)展。研究人員創(chuàng)新性地采用兩種不同取代位點(diǎn)的非手性芘基主鏈聚合物(BP-1和BP-2) (BP-1的芘環(huán)為1,6位，BP-2的芘環(huán)為2,7位)作為CPL發(fā)射體與一種帶有橋接烷基鏈的手性聯(lián)萘誘導(dǎo)劑(S/R-D)，通過分子間手性誘導(dǎo)機(jī)制構(gòu)建螺旋手性共組裝體。有趣的是，與S/R-D-BP-1相比，經(jīng)過熱退火處理的手性共組裝體S/R-D-BP-2可以發(fā)出反轉(zhuǎn)和放大的CPL信號(hào)。最佳質(zhì)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(dá)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(qiáng)調(diào)的是，在分子間π-π堆疊相互作用驅(qū)動(dòng)的手性共組裝芘基CPL材料中，最大|g_lum|值高達(dá)0.71是迄今為止報(bào)道的最高值之一。實(shí)驗(yàn)和理論分析結(jié)果表明反轉(zhuǎn)CPL信號(hào)可歸因于手性共組裝過程中分子間π-π堆疊相互作用驅(qū)動(dòng)的不同共組裝模式導(dǎo)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(jié)構(gòu)-活性調(diào)節(jié)手性共組裝發(fā)射體的CPL發(fā)射行為提供了一種有效的新方法。該工作近期在高分子學(xué)科權(quán)威性學(xué)術(shù)期刊Macromolecules發(fā)表(doi.org/10.1021/acs.macromol.4c00153)。

CPL材料的發(fā)光行為(例如，發(fā)射波長，量子產(chǎn)量以及g_lum值)調(diào)控對其實(shí)際應(yīng)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(fā)射行為的調(diào)控策略主要集中于調(diào)節(jié)手性誘導(dǎo)劑結(jié)構(gòu)、分子內(nèi)或分子間相互作用、溶劑效應(yīng)等因素，而在手性共組裝體系中，通過改變非手性芘基發(fā)射體的結(jié)構(gòu)對稱性來調(diào)節(jié)CPL發(fā)射行為的報(bào)道還很少。研究人員精心設(shè)計(jì)了3種具有不同丁氧基苯取代基數(shù)目的非手性芘基有機(jī)小分子 (Py-1、Py-2和Py-3)和錨定二面角的手性二苯基誘導(dǎo)劑(R/S-B)構(gòu)建手性共組裝體，并探討了它們誘導(dǎo)的CPL行為。研究發(fā)現(xiàn)，制備的手性共組裝體具有多層級(jí)CPL發(fā)射行為。結(jié)構(gòu)分析和分子動(dòng)力學(xué)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(jí)CPL發(fā)射行為可歸因于非手性芘基發(fā)射體的結(jié)構(gòu)對稱效應(yīng)導(dǎo)致的不同共組裝模式。其中，(R/S-B)₁-(Py-2)₇的最強(qiáng)CPL發(fā)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(qū)動(dòng)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(diào)控手性共組裝體系中非手性芘基發(fā)射體的結(jié)構(gòu)對稱效應(yīng)來調(diào)節(jié)CPL的發(fā)射行為提供了新的策略。該工作近期在化學(xué)學(xué)科知名學(xué)術(shù)期刊Journal of Colloid and Interface Science發(fā)表(doi.org/10.1016/j.jcis.2024.05.019)。