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【学术聚焦】2024年第6期:化学与化工学院张福生博士在国际顶级期刊《Advanced Materials》上发表研究成果

发布时间:2024-01-27     编辑:程鹏    浏览次数:

近日,我校化学与化工学院张福生博士和中国科学院大连化学物理研究所卿光焱研究员合作在国际顶级期刊《Advanced Materials》上发表题为“Intense Left-handed Circularly Polarized Luminescence in Chiral Nematic Hydroxypropyl Cellulose Composite Films”的高水平论文(https://doi.org/10.1002/adma.202308742)。武汉纺织大学化学与化工学院为第一单位, 2021级硕士研究生黄裕晓为第一作者,张福生博士和卿光焱研究员为共同通讯作者。

圆偏振发光(CPL)与物质之间的相互作用为诸多新兴技术提供了机会,例如量子计算与信息加密、3D裸眼显示、不对称催化、手性传感和手性生物分子成像。如何同时获得大不对称因子(glum)和高量子产率(Φ)的圆偏振发光材料是实现这些应用的基础。具有液晶相的纤维素纳米晶体(CNC)与强荧光成分自组装研究为这个问题提供了解决方案。然而,传统的CNC体系仅产生右手性CPL(R-CPL)而无左手性CPL(L-CPL),极大限制了手性功能化应用。

本团队提出了羟丙基纤维素结合聚集诱导发光体共组装,构筑L-CPL的策略,获得了大glum(+0.51)和高Φ(55.8%)的手性荧光薄膜。此外,该薄膜还展现柔韧性、耐溶剂性、结构色可调性和多色L-CPL等综合特性,可以作为耐用性和多模式的光学防伪标识印刷在织物上,即使经过反复洗涤干燥,仍能保持光学稳定性,还可以作为手性光源,实现相反L-CPL/R-CPL诱导不对称光聚合反应。该工作填补了纳米纤维素衍生化手性光学对称性研究的空白,为其手性功能化应用奠定了基础,将推动纤维素手性光学材料在圆偏振3D显示器、手性分子传感和CPL成像等方面的应用。实验过程中,我们自主搭建了荧光不对称因子glum的测试平台,可表征范围±0.01到±2之间。以下是两种手性功能化展示:

多模式光学防伪标识:

CPL诱导不对称光聚合反应:

作者简介:张福生博士于2022年7月加入化学与化工学院化妆品技术与工程系,主要从事纳米纤维素自组装及手性功能化——圆偏振光/发光、结构颜色材料和智能光子纤维开发,以第一作者或通讯作者在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Small, ACS Appl. Mater. Interfaces等杂志发表9篇论文。

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