Когда квантовые точки встречаются с жидкокристаллическими эластомерами синей фазы

Важные новости

Когда квант точки соответствуют жидкокристаллическим эластомерам синей фазы

Изготовление и определение характеристик QD-BPLCE. Фото: Свет: наука и приложения (2024 г.). DOI: 10.1038/s41377-024-01479-1

Люминесцентные материалы с круговой поляризацией (CPL) привлекли огромное внимание из-за их потенциального применения во многих областях, таких как молекулярные датчики, шифрование информации и оптическое хранение. На сегодняшний день использование холестерических жидких кристаллов (ХЖК) со спиральной сверхструктурой оказалось эффективным средством повышения яркости. Однако материалы CPL, созданные из низкомолекулярных ХЖК, часто ограничиваются ЖК-ячейками, что ограничивает их практическое применение в определенных сценариях.

Полимерные пленки ХЖК имеют ограниченную чувствительность к внешним раздражителям из-за их замороженной спиральной сверхструктуры в твердом состоянии. Между тем, будь то в полимерах ХЖК или в низкомолекулярных ХЖК, увеличенные значения яркости CPL обычно достигаются за счет согласования полосы излучения и полосы отражения системы, это требует точной модуляции количества хирального агента, добавляемого в систему.

В новой статье, опубликованной в журнале Light: Science & Приложения, группа ученых под руководством профессора Цзиньбао Го из Колледжа материаловедения и инженерии Пекинского химико-технологического университета, Китай, и профессора Цюань Ли из Института перспективных материалов и Школы химии и химической инженерии Юго-Восточного университета, Китай, продемонстрировала новый твердотельный CPL-активный материал за счет включения квантовых точек (QD) в жидкокристаллические эластомеры синей фазы (BPLCE).

Визуализируемый полноцветный CPL с наибольшим абсолютным значением яркости до 0,74 достигается за счет легирование эмиттеров красных, зеленых и синих КТ соответственно. Что еще более интересно, сигналы CD BPLCE и CLCE схожи, тогда как их сигналы CPL противоположны, что демонстрирует, что механизмы, индуцирующие сигналы CPL в BPLCE и CLCE, не одинаковы. В частности, правосторонние CLCE избирательно отражают RCP и передают LCP.

Когда фотонная запрещенная зона CLCE частично или полностью совпадает со спектром излучения люминесцентных молекул, возбужденный правый CPL отражается. При этом передается только сгенерированный левый CPL. Следовательно, правые CLCE генерировали левый сигнал CPL. Однако избирательное отражение не является причиной возникновения сигналов CPL в BPLCE.

Как хорошо известно, BPLCE обладают высокоупорядоченной трехмерной структурой и сильно хиральной средой. Попав в смесь BPLCE, КТ участвуют в процессе самосборки с молекулами, образуя супрамолекулярные трехмерные структуры. В результате правосторонние BPLCE индуцируют правосторонний сигнал CPL и дают более высокое значение затемнения, даже если нет совпадения между PBG и полосами излучения КТ.

Образец демонстрирует хорошую термическую стабильность, сохраняя сильные сигналы отражения и флуоресценции до 80°C благодаря полностью полимеризованной сетке. Более того, благодаря введению гибкого сшивающего агента образец демонстрирует превосходную способность к растяжению. Эти ученые исследовали влияние механической силовой стимуляции на сигнал CPL образца.

Они объяснили: «Когда образец подвергается одноосному механическому растяжению, его решетка испытывает продольное растяжение, что приводит к нарушению его хиральной структуры. Как следствие, происходит заметное изменение сигнала CPL, который переходит из наблюдаемого в необнаружимый.»

«Исчезновение сигнала CPL, вызванное механической силой, носит временный характер. При удалении внешней силы QD-BPLCE автоматически возвращается в исходное состояние, и сигнал CPL появляется вновь. В нашей работе путем активации динамических дисульфидных связей внутри КТ -BPLCE, изменения решетки, вызванные растяжением, могут быть исправлены, что в конечном итоге приведет к постоянному исчезновению сигналов CPL», — добавили они.

«Это исследование демонстрирует потенциал разработки функциональных материалов CPL через фотонные структуры BPLCE, что предполагает развитие CPL-активных материалов на основе BPLCE для приложений оптического кодирования и хранения информации».

Дополнительная информация: Шан Ли и др., When Quantum точки соответствуют жидкокристаллическим эластомерам синей фазы: визуализированная полноцветная и механически переключаемая люминесценция с круговой поляризацией, Свет: наука и приложения (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01479-1

Информация журнала: Свет: наука и приложения

Предоставлено Китайской академией наук

Новости сегодня

Последние новости