近日，我院赵强教授、李炳祥教授、马云教授与南京大学陆延青教授开展科研合作，在圆偏振有机超长室温磷光材料的动态手性调控方面取得重要进展。相关成果以“High-Contrast Handedness Inversion in Circularly Polarized Organic Ultralong Phosphorescence Enabled by an Antagonistic Chirality-Offset Helical Superstructure”为题发表在国际顶级学术期刊《Advanced Materials》上。我院为第一完成单位，马云教授、李炳祥教授、陆延青教授和赵强教授为共同通讯作者，硕士生冯驰博、魏娟副教授和刘娇副教授为论文共同第一作者，博士生姜皓译、徐斐，硕士生段文磊、杜欣怡、王子烨等对本文亦有重要贡献。
圆偏振有机超长室温磷光（Circularly Polarized Organic Ultralong Room-Temperature Phosphorescence, CP-OURTP）是一类兼具圆偏振发光特性与长寿命余辉行为的新型光功能材料，在高安全防伪、可重写光学信息存储、时间门控手性光子学和智能光子器件等领域具有重要应用价值。然而，如何同时实现高不对称因子、超长磷光寿命以及可逆手性反转，一直是该领域面临的关键挑战。传统可切换手性液晶体系在发生手性反转时，往往伴随净手性抵消和光子带隙坍塌等问题，导致圆偏振发光信号显著减弱，限制了其在高保真信息加密中的应用。
针对这一难题，研究团队提出了一种“手性对抗抵消”螺旋超结构设计策略，构筑了由室温磷光聚合物发光层与光响应手性螺旋超结构层组成的双层CP-OURTP薄膜。该体系将高螺旋扭曲力的手性光开关CHAD-3C-R与相反手性的静态手性掺杂剂S5011协同引入液晶体系，使材料在365 nm紫外光和530 nm可见光交替照射下实现可逆手性反转，同时在反转前后保持稳定的光子带隙与磷光发射光谱重叠（图1）。
图1. 基于手性螺旋超结构的圆偏振有机超长室温磷光（CP-OURTP）动态手性反转示意图。（a）用于制备CP-OURTP双层薄膜的材料化学结构。（b）CP-OURTP双层薄膜中动态手性反转的示意图。（c）365 nm紫外光和530 nm可见光驱动下，胆甾相液晶超结构演变的示意图。
实验结果表明，材料表现出优异的圆偏振磷光性能，其发光不对称因子可在正负方向间可逆切换，最高可达±1.0；同时保持21.4%的磷光量子产率、长达388 ms的超长磷光寿命，并在50次循环切换后仍具有良好的稳定性（图2）。这一性能突破了以往手性反转与高圆偏振发光强度难以兼得的瓶颈，为构筑高对比度、可动态调控的圆偏振余辉材料提供了新思路。
图2. CP-OURTP双层薄膜的手性反转及圆偏振磷光性能。（a，d）CHS-CHAD-3C-R-P1薄膜在平面取向和垂直取向液晶盒中的CD光谱。（b，e）365 nm紫外光照射不同时间后的CPP信号。（c，f）对应的glum值变化。（g，h）PSS₃₆₅和PSS₅₃₀态下glum值的循环稳定性。（i）本工作与已报道圆偏振发光体系的性能比较。液晶盒厚度为23.0 μm。
该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金重大项目、江苏省自然科学基金、中国博士后科学基金及博士后特别资助的支持。
论文信息：
High-Contrast Handedness Inversion in Circularly Polarized Organic Ultralong Phosphorescence Enabled by an Antagonistic Chirality-Offset Helical Superstructure
Chi-Bo Feng‡,Juan Wei‡, Jiao Liu‡,Wen-Lei Duan, Xin-Yi Du, Hao-Yi Jiang, Fei Xu, Zi-Ye Wang, Yun Ma*, Bing-Xiang Li*, Yan-Qing Lu*, and Qiang Zhao*
原文地址：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.73466
（撰稿：刘娇 编辑：徐伟 审核：谌静）
