蓝相液晶助力圆偏振发光
时间: 2024-11-02 03:46:30 | 作者: 贝博官网
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圆偏振发光资料在三维显现、生物传感、加密防伪、光催化不对称合成等范畴具有广泛的使用远景。依据手性液晶的圆偏振发光资料因具有较高发光不对称因子（）和影响呼应功用而被广泛研讨。但是，小分子液晶的流动性约束了实践使用场景，聚合物液晶的刚性网络则按捺了影响呼应功用。因而，开发具有多重呼应、高
本文一起榜首作者为北京化工大学资料科学与工程学院硕士生李山和东南大学化学化工学院博士生汤玉琪，通讯作者为北京化工大学郭金宝教授和东南大学李全院士。
圆偏振发光(CPL)是指手性发光系统在激起下发射出具有差异的左旋和右旋圆偏振光的现象。发光不对称因子glum是衡量CPL的重要参数，该值规模从+2到-2，别离对应抱负的左旋和右旋圆偏振光。CPL资料在三维显现、生物传感、加密防伪、光催化不对称合成等范畴具有广泛的使用远景。手性液晶资料一般自组装成具有周期性的手性螺旋结构，将手性液晶软模板与发光资料相结合是完成CPL的途径之一。但是，小分子液晶系统有必要封装在液晶盒中，约束了其实践使用场景；聚合物液晶系统的刚性网络则按捺了资料的影响呼应功用。并且，在手性液晶系统中，CPL的扩大一般是经过荧光发射和光子带隙之间的匹配完成的，这需求准确调理添加到系统中的手性剂的含量。
蓝相（BP）是一种介于各向同性态和胆甾相之间的特别相态。与传统的一维手性液晶光子晶体比较，蓝相液晶（BPLC）展现出许多共同的优势，例如较窄的光子带隙、更高的有序度和以及更杂乱的手性环境等。这使得BPLC在制备CPL资料上展现出巨大潜力。
北京化工大学的郭金宝教授课题组与东南大学李全院士团队协作，将量子点引进蓝相液晶傍边，制备了荧光蓝相液晶弹性体（QD-BPLCE）薄膜。所得到的QD-BPLCE薄膜表现出优异的手性光学特征，包含在天然光下亮堂的圆偏振结构色和在365nm光照下最大glum值为0.74的可区分CPL发射。经过引进不一样的品种的量子点完成了全五颜六色的CPL。
研讨团队还深入探讨了蓝相液晶诱导CPL的机理。在传统的胆甾相液晶中，CPL信号的发生是因为荧光波段和光子带隙匹配发生的。因而右旋的胆甾相液晶选择性反射右旋偏振光，透过左旋偏振光，诱导出左旋的CPL信号。而在蓝相液晶中，CPL信号由高手性环境诱导发生，因而右旋的蓝相液晶诱导出右旋的CPL信号，并且无需光子带隙匹配就可以完成较高的glum。
图3展现了不同形变份额下QD-BPLCE的CPL信号，当形变量到达20%时，最大glum仅有0.0645，当形变量40%时最大glum仅有0.006。标明，机械力影响会引起QD-BPLCE的CPL信号消失。这还在于在拉伸过程中， QD-BPLCE的晶格被纵向拉伸，手性结构被损坏。CPL信号发生了从有到无的改变。
机械力影响诱导的CPL信号消失归于暂时形状。一旦撤去外加的机械力，QD-BPLCE会主动康复到初始态，CPL信号又呈现。因为系统中含有动态二硫键分子，使用系统中动态二硫键的热编程作用，还能轻松完成CPL信号的永久擦除，并完成信息的写入。
依据QD-BPLCE共同的机械/热的CPL调谐功用，进一步探究了其在防伪及信息加密的使用。首要，经过规划图画完成了多层防伪认证。其次，经过部分拉伸QD-BPLCE完成信息的写入，并经过热编程完成了信息存储。最终，经过组合不一样的QD-BPLCE，完成了多级信息加密，使用了其在不同状态下的光学行为，有很大作用防备信息走漏。这些依据成果得出了QD-BPLCE在防伪和信息存储及加密范畴的潜力，并为未来使用供给了新的思路。
这项立异性的作业不只在理论上研讨了蓝相液晶诱导CPL的机理，并且在实践使用方面也展现了巨大的潜力。这种新式的具有机械呼应的CPL资料可用于防伪、信息存储及加密等范畴。
此外，这项作业还展现出了蓝相液晶在构筑CPL资猜中的巨大潜力，为未来开发更高效的CPL资料供给了新的思路和办法。（来历：LightScienceApplications微信大众号）
