近日，我校费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的马骧教授团队在光控圆偏振有机室温磷光的研究中取得了重要进展，相关成果以“Photoprogrammable Circularly Polarized Phosphorescence Switching of Chiral Helical Polyacetylene Thin Films”为题，发表在《自然·通讯》上。
纯有机室温磷光（RTP）材料由于具有大斯托克斯位移、长寿命发射和良好的可加工性等特点，在生物成像、传感器、防伪材料等领域有着巨大的应用前景。在构建RTP材料的众多分子设计中，基于手性结构系统地研究分子功能和材料特性逐渐成为前沿的科学研究。迄今为止，人们对具有圆偏振发光（CPL）特性的RTP材料的设计和制造给予了极大的关注，通过晶体工程或刚性聚合物限制手性芳香分子的运动，成功设计了圆偏振RTP材料。然而，对内部作用或外部环境刺激具有响应性的圆偏振RTP材料仍然很少报道。对于刺激响应性圆偏振RTP材料，手性光学特性在外部刺激下的变化可以作为另一个视觉监测参数，这将有助于扩展这类材料的实际应用。
因此，研究团队设计合成了含有溴萘酰亚胺的非手性取代炔单体（BrNpA），随后与手性炔单体（R/S-phNA）发生共聚反应获得具有潜在磷光发射的手性螺旋取代聚乙炔。通过与聚甲基丙烯酸甲酯的简单塑模过程获得了具有圆偏振磷光发射的柔性薄膜。取代聚乙炔的手性螺旋结构表现显著的光学活性，赋予材料较高的圆偏振发光不对称因子，最高达0.019（glum）。薄膜在紫外光照射下的耗氧特性赋予材料动态手性光学功能，可以通过紫外光调控圆偏振磷光发射，具有非接触、抗疲劳的显著优势。此外，通过改变取代聚乙炔内部组成，在控制氧气渗透率的基础上，实现圆偏振磷光的可编程保留时间，这有助于该体系成为刺激可控手性器件的重要候选材料。
文章的通讯作者为费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心的马骧教授，第一作者为博士生黄子钊。研究工作得到了田禾院士的悉心指导。该研究成果得到了科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金委基础科学中心项目、杰青项目、国际合作重点项目和上海市优秀学术带头人等项目资金的支持。
论文链接：Zizhao Huang, Zhenyi He, Bingbing Ding, He Tian and Xiang Ma*. Photoprogrammable Circularly Polarized Phosphorescence Switching of Chiral Helical Polyacetylene Thin Films. Nat. Commun., 2022, 13, 7841.
https://www.nature.com/articles/s41467-022-35625-3