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圆偏振发光(CPL)是手性系统的激发态特性,在三维显示、光电器件和光学传感等先进光电领域中具有广泛应用。手性主体通过非共价相互作用诱导发光客体的手性是设计和构建CPL材料的一个重要途径。具有明确手性孔通道和有序活性位点的手性共价有机框架(CCOF)是理想的手性模板,有望成为一类新型CPL功能材料。然而,CCOF的不溶性使其难以制备高质量薄膜并集成可靠的光学器件。因此,如何制备具有优异且可调谐CPL性能的纯手性COF自立膜仍是一个亟需解决的难题。
近日,华南师范大学蔡松亮教授、章伟光教授团队与美国劳伦斯伯克利国家实验室刘毅教授合作,提出了一种简单且可扩展的方法,即聚合-分散-过滤策略,用于制备大面积、柔性且自立式的手性COF薄膜,并探索其作为一类通用手性模板的客体诱导CPL性能。 首先,通过界面聚合法制备原始的、低质量的手性COF薄膜。随后,通过加入强极性溶剂,将多分散堆积的COF薄膜重新分散为胶体COF悬浮溶液。最后通过真空辅助组装,将这些COF胶体紧密堆叠,并组装成透明、光滑、无裂纹且高度结晶的纯手性COF自立膜。在该策略中,薄膜的厚度、面积和粗糙度可通过COF纳米片粒径和过滤参数实现简便的调节。 组装后的手性COF薄膜(CCOF-F)显示出增强的结晶度、孔隙率和漫反射圆二色性(DRCD)。通过简单的吸附过程,这些手性COF薄膜可以用作手性模板,封装不同颜色的非手性染料。得益于静电和π-π相互作用带来的有效手性和能量传递,dye@CCOF-F在各个染料的特征吸收波长处均诱导出了强烈的新DRCD信号。 最后,这些染料@手性COF薄膜均表现出了增强的、全色可调的固相CPL性能。值得注意的是,具有优先取向的手性COF薄膜有利于染料客体分子进入手性孔中且进行有序排列,从而放大发光不对称因子。其|glum|系数高达7.2×10-2,这是当前报道中COF基CPL材料的最高值。这项工作揭示了手性COF自立膜作为一类通用固相手性模板的潜力,并为COF基手性材料的实际应用提供了一个新的视角。 论文信息 Self‐Standing Chiral Covalent Organic Framework Thin Films with Full‐Color Tunable Guest‐Induced Circularly Polarized Luminescence Dr. Xihao Tang, Kai Zhang, Ruxiao Xue, Yuexin Zheng, Simin Chen, Prof. Shengrun Zheng, Prof. Jun Fan, Prof. Yuwei Zhang, Weiping Ye, Prof. Weiguang Zhang, Prof. Songliang Cai, Dr. Yi Liu 文章的第一作者是华南师范大学化学学院青年英才汤西豪博士。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202413171
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