R-BINOL-氰基二苯乙烯衍生物柱状自组装构建高效圆偏振发光材料

本研究针对圆偏振发光(CPL)材料在聚集态荧光量子产率(ΦF)和发光不对称因子(glum)的优化难题，通过将R-联萘酚(R-BINOL)手性单元与氰基二苯乙烯(CS)聚集诱导发光(AIE)基团共价结合，开发出具有六方柱状液晶相的新型化合物R-BINC。该材料在介晶相中实现glum值达2.27×10?3，固态ΦF达0.56，并成功应用于有机发光二极管(OLED)，为手性光电材料设计提供新思路。

　　

在光电材料领域，圆偏振发光(CPL)材料因其在三维显示、信息加密等领域的应用潜力备受关注。然而，传统CPL材料面临聚集态荧光猝灭、手性传递效率低等瓶颈问题。特别是如何同时实现高荧光量子产率(Φ_F)和大发光不对称因子(g_lum)，成为制约其实际应用的关键科学难题。

针对这一挑战，来自蚌埠大学的研究团队在《Dyes and Pigments》发表创新性研究成果。该工作巧妙地将具有刚性手性结构的R-联萘酚(R-BINOL)与具有扭曲分子内电荷转移特性的氰基二苯乙烯(CS)发光团结合，设计出新型柱状液晶化合物R-BINC。通过系统的光谱学表征和器件测试，研究人员发现该材料在46.7-212.3°C温度区间形成高度有序的六方柱状介晶相，其柱状堆叠结构能有效放大手性光学响应，使介晶相的g_lum值达到2.27×10^?3，较各向同性态提升近两个数量级。

研究采用核磁共振氢谱、差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射(XRD)等技术确认分子结构及液晶相行为，通过圆二色光谱(CD)证实手性从BINOL到CS单元的有效传递。荧光测试显示材料具有显著的聚集诱导发光(AIE)特性，固态Φ_F达0.56。基于此开发的掺杂型OLED器件实现0.48 cd/A的电流效率和740 cd/m²的亮度，满足显示应用需求。

【合成与表征】
通过Knoevenagel缩合和醛胺缩合反应三步合成目标分子，FT-IR和¹H NMR验证结构纯度。DSC测试显示材料在加热/冷却循环中呈现可逆相变，偏光显微镜(POM)观察到典型液晶织构。

【光物理性质】
稳态荧光光谱显示R-BINC在THF溶液中荧光微弱，而在不良溶剂中聚集后发射增强20倍，证实AIE特性。时间分辨荧光显示聚集态寿命达5.36 ns，远高于溶液态。

【手性光学性能】
CD光谱在300-500 nm出现明显Cotton效应，证明手性成功传递。CPL测试发现介晶相的g_lum值(2.27×10^?3)显著高于固态(0.8×10^?3)，揭示柱状堆叠对CPL的放大作用。

【器件性能】
以R-BINC为发光层的OLED器件显示电致发光光谱与光致发光光谱高度一致，CIE坐标(0.32,0.44)落入黄绿光区域，开启电压仅4.3 V。

该研究首次实现了AIE活性、液晶自组装与CPL性能的协同调控，提出"通过介晶相有序度调控g_lum"的新策略。其重要意义在于：1) 为开发非掺杂型CPL材料提供普适性设计原则；2) 证实液晶相工程可有效放大手性光学响应；3) 推动CPL材料从实验室走向实际应用。这种"分子设计-相行为调控-器件集成"的研究范式，对发展新一代手性光电功能材料具有重要指导价值。