由于其獨特的動態(tài)平面手性、柱[n]芳烴，特別是柱[5]芳烴，已發(fā)展成為圓偏振發(fā)光（CPL）發(fā)射器等多種應(yīng)用的有前景的平臺。然而，由于單元翻轉(zhuǎn)和擺動，在溶液狀態(tài)下實現(xiàn)柱[5]芳烴優(yōu)異的CPL性能仍然是一個艱巨的挑戰(zhàn)。

2024年12月3日，華東師范大學(xué)王威研究員在國際頂級期刊Nature Communications發(fā)表題為《Boosting the circularly polarized luminescence of pyrene-tiaraed pillararenes through mechanically locking》的研究論文，Jing-Lin Song為論文第一作者，王威研究員為論文通訊作者。

王威，華東師范大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院研究員。2011年本科畢業(yè)于四川大學(xué)（導(dǎo)師：游勁松教授/蘭靜波教授），2016年在華東師范大學(xué)取得博士學(xué)位（導(dǎo)師：楊海波教授）。2016-2019年在瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zürich, Switzerland）從事博士后研究（合作導(dǎo)師：A. Dieter Schlüter教授）；2019年加入華東師范大學(xué)。

王威研究員主要從事化學(xué)拓?fù)鋵W(xué)、機械立體化學(xué)和機械互鎖大分子的研究。

為解決這個關(guān)鍵問題，作者開發(fā)了一種機械鎖定方法，通過形成相應(yīng)的[2]輪烷，將芘柱[5]芳烴的不對稱因子（glum）值提高到0.015。

更重要的是，利用穩(wěn)定鎖定的共構(gòu)象，這些所得的[2]輪烷在不同的溶劑和較寬的濃度范圍內(nèi)保持優(yōu)異的CPL性能，使其成為實際應(yīng)用的有希望的候選物。

根據(jù)這項概念驗證研究，作者不僅成功地開發(fā)了一種強大的策略來合理設(shè)計具有所需CPL性能的手性發(fā)光材料，而且還為構(gòu)建智能手性材料提供了一個有前景的平臺。

圖1：設(shè)計概念圖

圖2：合成路線圖

圖3：單晶X射線結(jié)構(gòu)圖

圖4：手性光學(xué)性能圖

圖5：濃度依賴性熒光和CPL光譜圖

圖6：計算模擬圖

綜上，這項研究通過機械鎖定方法成功提升了芘修飾的柱[5]芳烴的圓偏振發(fā)光（CPL）性能，通過形成相應(yīng)的[2]輪烷，實現(xiàn)了高達0.015的不對稱因子（glum）值，同時保持了在多種溶劑和寬濃度范圍內(nèi)的優(yōu)異CPL性能。

該研究不僅為設(shè)計具有所需CPL性能的手性發(fā)光材料提供了一種強有力的策略，而且為構(gòu)建智能手性材料提供了一個有前景的平臺，這對于開發(fā)新型的顯示技術(shù)、信息加密和手性傳感等領(lǐng)域具有重要意義。

Song, JL., Chen, C., Li, X.?et al.?Boosting the circularly polarized luminescence of pyrene-tiaraed pillararenes through mechanically locking.?Nat. Commun.,?(2024).