基于聚集诱导发光手性发光液晶的构筑及圆偏振发光性能的研究

Though the circularly polarized light obtained from polarizer was widely applied in optoelectronic field, the circularly polarized light generated from chiral liquid crystalline luminescent materials show significant advantage in terms of energy efficiency and cost. Thus, the research of chiral luminescent liquid crystals is very important.. By introducing chirality and aggregation-induced emission (AIE) to the molecular design of liquid crystals can generate chiral luminescent liquid crystals and can also solve the problem of low energy efficiency and low dissymmetry factor of traditional chiral luminescent materials. In this project, cholesterol group will be introduced to AIE group to form chiral luminescent liquid crystals, or induce achiral luminescent liquid crystal with c3 symmetry based on AIE characteristics to form chiral liquid crystal phase, and then generate circularly polarized luminescence with high dissymmetry factor. By using thermal analysis, polarized optical microscopy, 1D and 2D wide angle X-ray diffraction, circular dichroism, circularly polarized luminescence and other methods to investigate the phase behaviors, luminescent behaviors in solution and condensed matter state. Based on which, we will focus on behaviors of circularly polarized luminescence.. This project will illuminate the relationship between the phase structures and circularly polarized luminescence of luminescent liquid crystals, and pave the way of molecular design and synthesis, structure and properties of novel luminescent materials by providing theoretical and experiment results.

虽然通过偏振片获得的圆偏振光在光电领域具有广泛的应用，但是，手性发光液晶产生的主动圆偏振光在能效及成本方面具有显著优势。因此，对手性发光液晶的研究具有重要意义。. 将手性和聚集诱导发光（AIE）引入液晶分子的设计可以获得手性发光液晶，有望解决传统手性发光材料低能效和低不对称因子的问题。本项目拟将胆甾醇基元引入AIE基团以形成手性发光液晶，或通过手性诱导使基于AIE的C3对称性的发光液晶形成手性液晶相，进而获得高不对称因子的圆偏振发光。在运用热分析、偏光显微镜、一维和二维X-射线衍射、圆二色谱及圆偏振发光等多种研究手段综合考察液晶相结构、溶液及凝聚态发光行为的基础上重点考察圆偏振发光行为。同时，利用纳米压印技术制备高分辨率的有序纳米图案。 . 本项目将揭示圆偏振发光与发光液晶相结构之间的关系，为新型发光材料的设计与合成、结构与性能的研究提供理论和实验依据。

圆偏振发光在液晶显示器件、发光二极管、光电信息存储及传感器等领域有重要应用，多年来人们一直致力于圆偏振发光（CPL）材料的研究。但是，发光量子效率和发光不对称因子是制约CPL材料的研究的两大关键问题，一直没有得到很好的解决。因此，本项目的研究在基础研究和应用研究方面均有较为重要的意义。基于聚集诱导发光（AIE）的手性液晶有望同时解决发光量子效率和发光不对称因子两大问题。.本项目将胆固醇手性液晶基元引入AIE基团（四苯基乙烯、氰基二苯乙烯及二氰基二苯乙烯基苯等）以获得手性发光液晶，从而获得兼具高发光量子效率和高发光不对称因子的圆偏振发光；将氰基二苯乙烯引入三苯基三嗪和三苯基苯的三个臂上获得具有C3对称性的非手性发光液晶，通过对称性破缺获得圆偏振发光。本项目的具体基于二氰基二苯乙烯基苯的系列手性发光液晶的合成及性能研究，实现了兼具高不对称因子与高发光效率的圆偏振发光材料；基于四苯基乙烯和氰基联苯的系列发光液晶分子的合成及性能研究，实现了液晶态荧光共振能量转移；基于四苯基乙烯的系列手性发光液晶的合成及性能研究，通过荧光共振能量转移实现了非手性的奎宁腈衍生物的高效圆偏振发光；基于四苯基乙烯的室温类盘状向列相液晶的合成及性能研究，通过掺杂实验室合成的发光分子实验室了白光发射；基于氰基二苯乙烯的不对称亲手-疏水分子的合成及性能研究，成功构建了双稳态光控手性开关；基于三苯基三嗪和氰基二苯乙烯的C3对称性发光液晶的合成及性能研究，在其中间体中通过光热诱导分子有序排列，从而实现了光控室温磷光的产生。.本项目将揭示圆偏振发光与发光液晶相结构之间的关系，为新型发光材料的设计与合成、 结构与性能的研究提供理论和实验依据。