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高效CP-OLEDs器件研发属于国际前沿研究课题,以期实现未来应用于3D显示虚拟现实环境。目前大多数CP-OLEDs器件的gEL值在10-3数量级,如何提高 gEL值以及如何实现手性放大成为当前CP-OLEDs需解决的最主要核心问题之一。为解决这一难题,近日,南京大学化学化工学院成义祥教授和全一武教授合作,观察到锚定手性联萘单元二面角的刚性高分子链骨架,通过退火处理,可与非手性发光体共组装成规整有序的螺旋纳米纤维,有利于分子间手性传递机制,揭示螺旋纳米纤维EML材料与CP-OLEDs器件的gEL值放大效应内在本质关联性。
在该项工作中,作者选用了两种具有不同联萘二面角的手性聚合物 (R/S-P1和R/S-P2,手性诱导剂),分别和一种非手性荧光染料(NPy,CPL 发射体)通过分子间 π-π堆积相互作用构建两个手性共组装体 R/S-P1-NPy 和 R/S-P2-Npy。结果表明,具有锚定二面角的手性高分子不仅具有强的手性特征,且对非手性荧光分子NPy具有良好的手性诱导能力。经120 °C热退火处理后,通过R/S-P2和非手性NPy 之间的强 π-π 堆积相互作用, 形成有序螺旋纳米纤维的(R/S-P2)0.6-(NPy)0.4的CPL信号(|gem|)高达5.6×10-2,相较于(R/S-P1)0.6-(NPy)0.4,CPL信号放大了约6倍。 为了深入研究手性共组装体形成机制,作者进行了分子动力学(MD)模拟。根据MD模拟结果,手性共组装过程中,R-P2中的芴基团和 NPy中的芘基团之间具有较短的分子间距离 (d = 2.86 Å)以及强的分子间结合能(-10.67 kcal mol-1)。表明锚定二面角的刚性手性高分子R/S-P2更易于和非手性发光分NPy通过分子间π-π堆积作用形成稳定有序的螺旋手性共组装体,进而实现手性传递和放大效应。更重要的是,这种有序螺旋纳米纤维(R/S-P2)0.6-(NPy)0.4作为CP-OLEDs的EML显示出稳定优异的CP-EL性能(|gEL| = 4.8×10-2),该工作为开发具有实用价值的CP-OLEDs提供了新策略。 论文信息 Amplified Circularly Polarized Electroluminescence Behavior Triggered by Helical Nanofibers from Chiral Co-assembly Polymers Zhongxing Geng, Yixiang Cheng, Yuxia Zhang, Yu Zhang, Yiwu Quan Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202202718

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