含聚集诱导发光基团的杂化氧化硅材料的制备及其圆偏振发光性能研究

In recent years, circularly polarized luminescence (CPL)-active materials have attracted increasing attentions for their wide potential applications in the fields of 3D display, information storage and processing, biosensing, and so on. This project aims at preparation of organic–inorganic hybrid silicas with CPL properties by using supramolecular templating approaches. On the one hand, luminescent organic–inorganic hybrid silicas with single-handed helicity were prepared using triethoxysilanes containing aggregation-induced emission (AIE)-active units with/without tetraethoxysilane as precursors, and the assemblies of chiral amphiphilic compounds as the exotemplates. On the other hand, luminescent single-handed helical polybissilsesquioxanes were obtained via a self-template method by using triethoxysilanes bearing AIE luminogens and chiral amino acid units as precursors and templates. Through investigation of the effects of reaction conditions on the morphology and CPL activity of the materials, we will prepare a series of organic–inorganic hybrid silicas with high luminescence efficiency and dissymmetry factor, and develop a simple method to prepare CPL materials with high solid-state efficiency.

圆偏振发光材料由于在三维立体显示、信息存储与处理、生物传感等领域中的广泛应用前景，近年来受到越来越多研究者的关注。本项目旨在利用超分子模板法制备圆偏振发光活性的有机‒无机杂化氧化硅材料。一方面，以含有聚集诱导发光（aggregation-induced emission, AIE）活性单元的三乙氧基硅烷为前驱体及其与四乙氧基硅烷为混合硅源，以手性两亲性化合物自组装形成的超分子凝胶为模板，利用外模板法制备单手螺旋的有机‒无机杂化氧化硅发光材料。另一方面，以含有AIE活性单元和手性氨基酸单元的三乙氧基硅烷为前驱体和模板，利用自模板的方法制备单手螺旋的聚倍半硅氧烷发光材料。通过系统研究反应条件对材料形貌、圆偏振发光性能的影响，制备几种具有高发光效率和高发光不对称因子的有机‒无机杂化材料，发展一种简易制备高效固态圆偏振发光材料的方法。

近年来，具有圆偏振发光（CPL）特性的材料因在3D显示、信息存储与加密、生物传感等领域的重大应用前景而受到广泛的关注。制备具有高固态发光效率和高发光不对称因子的CPL材料具有重要的研究意义和应用价值。本项目旨在利用超分子模板法构筑高效固态CPL材料。一方面，以手性两亲性化合物形成的超分子组装体为模板、含有聚集诱导发光（AIE）活性单元的三乙氧基硅烷为前驱体，或者以含有AIE单元的手性两亲性化合物的自组装体为模板、四乙氧基硅烷为前驱体，通过外模板法制备了具有螺旋结构和CPL活性的有机无机杂化氧化硅材料。另一方面，以含有AIE单元和手性氨基酸单元的三乙氧基硅烷为前驱体和模板，利用自模板的方法制备了具有CPL活性的聚倍半硅氧烷材料。另外，将含有四苯基乙烯单元的化合物或聚合物掺入可聚合的手性向列相液晶中，制备了基于聚倍半硅氧烷和聚丙烯酸酯的CPL活性薄膜材料。通过系统研究反应条件对材料形貌、荧光效率和发光不对称因子的影响，制备了一系列具有高发光效率（可达60.4%）和高发光不对称因子（可达0.77）的有机无机杂化材料和聚合物材料，发展了构筑高效CPL活性硅基杂化材料和聚合物材料的超分子模板聚合方法。总之，该项目的实施有助于设计和制备高固态发光效率和高发光不对称因子的CPL材料，也为我们后续的研究提供了借鉴和指导。