天天熱頭條丨我學(xué)者發(fā)現(xiàn)手性選擇能量轉(zhuǎn)移和磷光增強(qiáng)現(xiàn)象
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記者3月26日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心張國(guó)慶教授團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建全手性的摻雜室溫磷光體系，發(fā)現(xiàn)并命名手性選擇室溫磷光增強(qiáng)(CPE)這一普適性現(xiàn)象，揭示了分子間能量轉(zhuǎn)移存在手性依賴特征。該發(fā)現(xiàn)深化了對(duì)手性分子體系中基于電子交換機(jī)理的三線態(tài)-三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移的理解，并為高效的手性識(shí)別提供了新的光譜學(xué)思路。該研究成果日前發(fā)表在《自然·通訊》上。
有機(jī)分子磷光即分子三線態(tài)激發(fā)態(tài)到單線態(tài)基態(tài)的輻射躍遷。在電致激發(fā)過程，根據(jù)自旋計(jì)算三線態(tài)激子約是單線態(tài)激子數(shù)量的三倍，因此對(duì)三線態(tài)的充分利用可以顯著提高光電器件效率。這些優(yōu)勢(shì)使得有機(jī)室溫磷光(RTP)在生物成像、信息存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)加密、防偽、傳感和光電顯示等眾多領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。然而，目前對(duì)于RTP的產(chǎn)生機(jī)理和光物理過程缺乏深刻理解且充滿爭(zhēng)議，尤其是復(fù)雜、可能存在多相的固態(tài)主客體摻雜體系，其光物理過程仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。
在前研究基礎(chǔ)上，研究人員設(shè)計(jì)了碳手性中心的苯酰亞胺主體和萘酰亞胺客體，合成兩個(gè)主體分子和兩個(gè)客體分子，通過低濃度的客體摻雜于主體構(gòu)建了全手性的RTP體系。由此觀察到了手性選擇室溫磷光增強(qiáng)(CPE)現(xiàn)象：當(dāng)主客體為相同手性時(shí)，相比于手性不同的樣品室溫磷光會(huì)顯著增強(qiáng)；研究發(fā)現(xiàn)，在客體僅有十萬分之一的摻雜濃度下，RTP強(qiáng)度差異可達(dá)兩個(gè)數(shù)量級(jí)。 為了進(jìn)一步驗(yàn)證CPE現(xiàn)象的普適性和應(yīng)用潛能，把具有重要生物功能的氨基醇引入體系，同樣觀測(cè)到了顯著的CPE，證實(shí)該現(xiàn)象可用于氨基醇的高效手性識(shí)別。
這項(xiàng)研究在實(shí)驗(yàn)上揭示了“用左手把能量傳遞給左手”的效率要遠(yuǎn)高于“用左手把能量傳給右手，或者用右手傳給左手”這種分子尺度下的奇特現(xiàn)象，加深了對(duì)室溫磷光機(jī)制及電子交換、能量轉(zhuǎn)移過程的理解，并為室溫磷光應(yīng)用和手性識(shí)別提供了思路。
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