与具有圆偏振发光(CPL)活性的传统材料相比,共价有机骨架(COFs)是一种新型的结晶多孔材料,由于其结构可设计性、多功能性、功能可调性和化学稳定性而具有很高的潜力。
目前,尚未创建具有CPL活性和良好结晶度的COF。具有超薄纳米片结构的二维COFs可以有效防止由π-π堆积引起的荧光猝灭。将手性和发光功能引入 2D COF 是获得 CPL 材料的有效方法,但仍然是一个挑战。
在发表在《美国化学会杂志》上的一项研究中,中国科学院福建物质结构研究所的张健教授、顾志刚教授及其同事开发了手性诱导的超薄手性COFs纳米片并报道了它们在圆偏振发光领域的应用。
研究人员首先使用手性诱导合成策略制备了基于超薄 COF 纳米片 (NS) 的 CPL 材料。手性胺作为手性诱导剂赋予COF TpBpy手性并参与修饰TpBpy,抑制由π-π堆积引起的荧光猝灭,形成超薄发光手性COFs(chirCOFs)NS。获得的 chirCOFs R-/S-TpBpy NS 具有强手性和强烈的红色 CPL 特性,具有 |glum| 约 0.02。
然后,他们将含羧基的绿色和蓝色荧光染料分子后修饰到 chirCOFs NS(chirCOFs/Dyes)上,以实现颜色可调的 CPL。
由于 chirCOFs 和染料基团之间的手性和能量转移,所获得的 chirCOFs/染料显示出很强的手性和增加和可调的光致发光,表现出优异的、可调的和放大的 CPL 性能,最大 |glum| 约为 0.1,比所制备的 chirCOF NS 强约五倍。
此外,研究人员将相应的 chirCOFs NS 分散到聚二甲基硅氧烷 (PDMS) 基质中,形成晶圆尺寸、高度透明和柔性的 COFs/PDMS 薄膜,用于实际 CPL 应用。
本研究开辟了一种通过手性诱导制备具有强和可调CPL的超薄chirCOFs NS的新策略,并为在手性光学应用中制备透明、大尺寸和柔性COFs复合薄膜提供了新方法。