近年來，具有圓偏振發光（CPL）特性的光學材料由於其在各個領域的潛力，而獲得廣泛關注，具有較高發光不對稱因子（glum）是實現其有效應用的關鍵。目前，一些光學材料得到的glum值普遍較低，且圓偏振發光區域大都位於可見光區，相對較低的能量限制了其應用的可能性。因此，開發出兼具高glum值和高能量的圓偏振紫外發光（Circularly polarized ultraviolet luminescence，CPUVL）材料，並進一步擴展其應用，具有重要意義。
近期，國家納米科學中心研究員段鵬飛課題組構築了一個基於三重態-三重態湮滅上轉換髮光的手性向列相液體系，實現了發光圓偏振度的逐級放大，獲得了圓偏振度約為0.2的體系，並且實現了由可見光到紫外光的上轉換圓偏振紫外發光（Upconverted circularly polarized ultraviolet luminescence，UC-CPUVL）。研究人員進一步將其產生的上轉換圓偏振紫外光應用於聯乙炔的聚合反應中，得到了光學活性高度可控且穩定的手性聚聯乙炔。
研究人員以手性對環芳烴衍生物作為三重態受體，熱激活延遲熒光分子作為三重態敏化劑，該組合實現了可見到紫外的上轉換圓偏振紫外發光，同時顯示出較高的光子上轉換效率；將該上轉換體系引入室温向列相液晶中後，可獲得手性向列相液晶，同時獲得圓偏振度達到0.2的上轉換圓偏振紫外發光。將獲得的高效的上轉換圓偏振紫外發光應用於聯乙炔的聚合反應中，獲得了光學活性高度可控且穩定的手性聚聯乙炔（圖2）。該研究不僅為基於三重態-三重態湮滅上轉換髮光產生的UC-CPUVL進行手性聚合，提供了概念驗證，而且有利於進一步開發CPL材料的功能性應用。該研究工作為使用低功率光源進行手性聚合提供了概念驗證，開闢了圓偏振發光材料的新應用。
相關研究結果發表在Nature Communications上。段鵬飛為論文通訊作者，聯合培養博士生韓冬雪（燕山大學）和國家納米中心博士生楊雪峯為論文的共同第一作者。研究工作得到中國科學院戰略性先導科技專項（B類）、科技部和國家自然科學基金委等的支持。
論文鏈接
圖1.逐級放大圓偏振紫外發光（CPUVL）的過程
圖2.上轉換圓偏振紫外發光（UC-CPUVL）控制的聯乙炔手性光聚合
【來源：中國科學院科技產業網】
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