Nat. Commun.：手性發色團工程化給體：構建圓偏振有機長持續發光激復合物的新策略

構建手性有機長持續發光材料因其非凡的超長發射持續時間而引起了廣泛關注，但迄今取得的成功有限。

2026年6月20日，南京郵電大學黃維、陶冶，南京信息工程大學張一洲在Nature communications發表了題為"Chiral chromophore engineered donor for constructing circularly polarized organic long-persistent luminescence exciplex"的研究論文，Xin Yan為論文第一作者，黃維、陶冶、張一洲為論文通訊作者。

在此，研究者提出了一種直接的方法，通過手性發色團工程化供體來探索手性激基復合物體系，該體系展現出峰值位于約440 nm的藍色圓偏振激基復合物發射，以及來自手性發色團三重態發射的超長黃色有機長持續發光，發射峰位于540 nm，超長持續時間達90分鐘。

特別地，該激基復合物體系實現了鏡面對稱的手性光學信號，其不對稱因子為7.8×10-3。理論和實驗分析表明，該現象歸因于電荷轉移過程促進了激基復合物的形成，隨后從激基復合物到手性發色團的有效能量傳遞。所開發的激基復合物可實現多級信息加密和三維顯示物體的應用。該工作為推進具有超長持續時間的有機手性余輝材料提供了重要見解，并解鎖了跨領域的廣泛應用潛力。

同時具有圓偏振發光和余輝發射的圓偏振有機余輝材料的開發近年來引起了極大關注。由于具有手性發射和三線態激子長壽命等獨特優勢，這些材料在數據加密、手性余輝顯示到智能光電器件等應用中具有廣闊前景。已有多種類型的圓偏振有機余輝材料被報道，涉及宿主-客體摻雜、聚合、手性晶體工程以及結晶和團簇誘導等不同策略。

盡管取得了實質性進展，但由于三線態激子快速衰減過程以及大的單線態-三線態能隙導致系間竄越不利于產生三線態激子，余輝持續時間通常僅為數秒至數分鐘。這些缺陷極大地挑戰了圓偏振有機余輝材料的進一步應用。

來自給體-受體體系激基復合物發射的有機長持續發光已被證明是產生小時級余輝發射的有效策略。原則上，光致電荷轉移和分離產生長壽命的自由基陽離子和陰離子；然后，自由基陽離子和陰離子逐漸復合以產生OLPL現象；此外，激基復合物的性質賦予了快速的ISC和RISC過程。

OLPL的最新進展通過結晶、宿主-客體摻雜、碳點制備和聚合等策略，實現了具有多種發射顏色和可調持續時間的材料。盡管取得了巨大成功，但將CPL整合到OLPL發射中以創建具有超長持續時間的圓偏振有機長持續發光材料尚未完全實現。這一挑戰主要歸因于缺乏將手性CPL特性與OLPL體系的長持續發射性質相結合的有效設計策略。

值得注意的是，通過將手性給電子分子摻雜到非手性受體中，成功開發了一種手性激基復合物敏化劑；使用這種構建的手性激基復合物敏化劑作為主體，實現了非手性發射體的敏化CPL發射。受此手性激基復合物主體的啟發，研究者假設通過設計手性給體和/或受體可以建立CP-OLPL激基復合物，從而實現具有超長持續時間的手性持續發光。

在本工作中，通過將N,N-二甲基苯胺的給體連接到軸手性聯萘酚衍生物的手性發色團上，合成了一對手性給體。原則上，N,N-二甲基苯胺部分是構建激基復合物的典型給體，當摻雜到雙(二苯基氧膦基)二苯并[b,d]噻吩受體中時，對于促進高效CT以產生穩定的自由基陽離子和陰離子至關重要。

激基復合物薄膜可被紫外光激發，電子可通過給體和受體之間的CT輕松分離；然后，持續的CS和電荷復合并發生以產生OLPL激基復合物發射；最后，發光的聯萘酚手性衍生物作為能量收集器，通過從激基復合物的1CT到手性給體三線態的能量轉移捕獲OLPL激基復合物發射，產生來自手性聯萘酚發色團的非凡CP-OLPL發射。

令人興奮的是，所得手性激基復合物實現了峰值位于約440 nm的藍色CPL發射，不對稱因子為7.8×10-3，以及峰值位于約540 nm、|glum|為4.7×10-3、持續時間長達90分鐘的超長黃色CP-OLPL。該工作成功提出了一種手性給體工程策略來構建有效的CP-OLPL激基復合物，為培育具有超長持續時間的手性余輝材料鋪平了道路。

圖1：圓偏振有機長持續發光激基復合物的機理示意圖與合理設計策略。 a，典型手性發色團（左）和激基復合物介導能量轉移實現圓偏振有機長持續發光（右）中的擬議發射機理。Abs.：吸收；Fluo.：熒光；N.R.：非輻射；Phos.：磷光；ISC：系間竄越；RISC：反向系間竄越；CR：電荷復合；S1D/A和T1D/A：給體和受體的最低單線態和三線態激發態；1CT和3CT：電荷轉移態的最低單線態和三線態。b，實現CP-OLPL的主要過程：CT①、電荷分離②、電荷復合③和能量轉移④。c，手性發色團工程化供體R(S)-2OBNMB的分子結構。

圖2：手性給體R(S)-2OBNMB在四氫呋喃溶液中的光物理性質。 a，穩態光致發光（300 K）和延遲PL（77 K，延遲時間：10 ms）光譜。b，570 nm發射峰（77 K）的壽命衰減曲線（R-2OBNMB標準偏差7.6 ms，S-2OBNMB標準偏差8.3 ms）。c，圓偏振發光光譜。d，圓二色光譜及相應的紫外-可見吸收光譜。

圖3：1 mol% R(S)-2OBNMB/PPT薄膜在365 nm激發下、環境條件下的光物理性質。 a，穩態PL和延遲PL（延遲時間：10 ms）光譜。b，540 nm發射峰處的衰減曲線對數圖。c，商用相機記錄的熒光和OLPL照片。d，不同延遲時間下的OLPL光譜（激發時間：300 s，功率密度：1.6 W/cm2）。e，電子自旋共振光譜。f，CPL（上）和歸一化DC（下）光譜。g，發光不對稱因子值。h，時間分辨光致發光光譜。

圖4：S-2OBNMB/PPT薄膜的OLPL性質及擬議發射機理。 a，延遲時間為10 ms的激發-延遲PL發射圖譜。b-d，S-2OBNMB/PPT薄膜在不同S-2OBNMB摻雜濃度（b）、激發功率密度（c）和激發時間（d）下，540 nm發射峰處的衰減曲線對數圖。e，紫外激發停止后的CP-OLPL發光機理。

圖5：手性激基復合物在不同條件下的潛在應用。 a，手性選擇性響應信息加密平臺的設計圖案及對應照片（比例尺：5 mm）。b，設計的3D打印模型及對應照片（比例尺：10 mm），包括立方支柱晶格、層狀晶格和八面體桁架。

該研究通過將N,N-二甲基苯胺給體連接到軸手性聯萘酚衍生物上，設計了一對手性發色團工程化供體R(S)-2OBNMB，并與PPT受體構建了手性激基復合物體系。該體系實現了峰值440 nm的藍色圓偏振激基復合物發射（|glum|=7.8×10-3）和峰值540 nm的超長黃色有機長持續發光，持續時間達90分鐘。

機理研究表明，光致電荷轉移和分離產生長壽命自由基離子對，緩慢的電荷復合產生OLPL激基復合物發射，隨后通過有效的能量轉移將激基復合物能量傳遞到手性發色團的三線態，實現CP-OLPL發射。TRPL光譜顯示，在2 ms延遲后，激基復合物發射逐漸衰減，手性給體的局域三線態發射成為主導。

該材料成功應用于手性選擇性響應信息加密平臺和3D打印立體結構（立方支柱晶格、層狀晶格、八面體桁架）的余輝顯示。該工作為培育具有超長持續時間的手性有機余輝材料提供了有效策略。

Chiral chromophore engineered donor for constructing circularly polarized organic long-persistent luminescence exciplex,Nature commumications,2026,https://doi.org/10.1038/s41467-026-74690-w

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