介观/微观取向失配驱动光学各向异性，实现手性聚合物弹性体薄膜中的多色非互易圆偏振发光

《Science China-Materials》：Mismatching in meso-/microscopic orientation drives optical anisotropy to unlock multicolor nonreciprocal circularly polarized luminescence in chiral polymer elastomeric films

　　

摘要

具有非互易圆偏振发光（CPL）的薄膜从其两个相对侧面发射具有相反旋光手性的圆偏振光，在推进光学复用技术方面具有巨大潜力。在此，我们通过拉伸将组分取向失配引入手性复合薄膜，从而产生宏观光学各向异性，进而促使薄膜表现出非互易CPL活性。拉伸触发了由热塑性聚氨酯（TPU）和手性聚乙炔（R/S-PSA）组成的弹性体薄膜中线二色性-线双折射（LD-LB）耦合，实现了非互易圆二色性（CD）。此外，在薄膜中引入荧光基团后发生荧光各向异性-线双折射（f-LB）耦合，实现了多色非互易CPL。未拉伸的薄膜表现出互易CPL，其发光不对称因子（∣g_lum∣）为10^?1，其旋光手性由PSA的固有螺旋手性决定。在拉伸的薄膜中，取向的荧光基团与基体结晶发生f-LB耦合，导致非互易CPL（∣g_lum∣=10^?2）。基于这种独特的手性光学特性，我们开发了手性逻辑门、多维光学加密系统和对映选择性光聚合平台，以展示所获得CPL薄膜的潜在应用。本工作为开发具有高级手性光学功能的智能非互易光子系统提供了基础见解和多功能材料平台。