Nat. Commun.：手性发色团工程化给体：构建圆偏振有机长持续发光激复合物的新策略

构建手性有机长持续发光材料因其非凡的超长发射持续时间而引起了广泛关注，但迄今取得的成功有限。

2026年6月20日，南京邮电大学黄维、陶冶，南京信息工程大学张一洲在Nature communications发表了题为"Chiral chromophore engineered donor for constructing circularly polarized organic long-persistent luminescence exciplex"的研究论文，Xin Yan为论文第一作者，黄维、陶冶、张一洲为论文通讯作者。

在此，研究者提出了一种直接的方法，通过手性发色团工程化供体来探索手性激基复合物体系，该体系展现出峰值位于约440 nm的蓝色圆偏振激基复合物发射，以及来自手性发色团三重态发射的超长黄色有机长持续发光，发射峰位于540 nm，超长持续时间达90分钟。

特别地，该激基复合物体系实现了镜面对称的手性光学信号，其不对称因子为7.8×10-3。理论和实验分析表明，该现象归因于电荷转移过程促进了激基复合物的形成，随后从激基复合物到手性发色团的有效能量传递。所开发的激基复合物可实现多级信息加密和三维显示物体的应用。该工作为推进具有超长持续时间的有机手性余辉材料提供了重要见解，并解锁了跨领域的广泛应用潜力。

同时具有圆偏振发光和余辉发射的圆偏振有机余辉材料的开发近年来引起了极大关注。由于具有手性发射和三线态激子长寿命等独特优势，这些材料在数据加密、手性余辉显示到智能光电器件等应用中具有广阔前景。已有多种类型的圆偏振有机余辉材料被报道，涉及宿主-客体掺杂、聚合、手性晶体工程以及结晶和团簇诱导等不同策略。

尽管取得了实质性进展，但由于三线态激子快速衰减过程以及大的单线态-三线态能隙导致系间窜越不利于产生三线态激子，余辉持续时间通常仅为数秒至数分钟。这些缺陷极大地挑战了圆偏振有机余辉材料的进一步应用。

来自给体-受体体系激基复合物发射的有机长持续发光已被证明是产生小时级余辉发射的有效策略。原则上，光致电荷转移和分离产生长寿命的自由基阳离子和阴离子；然后，自由基阳离子和阴离子逐渐复合以产生OLPL现象；此外，激基复合物的性质赋予了快速的ISC和RISC过程。

OLPL的最新进展通过结晶、宿主-客体掺杂、碳点制备和聚合等策略，实现了具有多种发射颜色和可调持续时间的材料。尽管取得了巨大成功，但将CPL整合到OLPL发射中以创建具有超长持续时间的圆偏振有机长持续发光材料尚未完全实现。这一挑战主要归因于缺乏将手性CPL特性与OLPL体系的长持续发射性质相结合的有效设计策略。

值得注意的是，通过将手性给电子分子掺杂到非手性受体中，成功开发了一种手性激基复合物敏化剂；使用这种构建的手性激基复合物敏化剂作为主体，实现了非手性发射体的敏化CPL发射。受此手性激基复合物主体的启发，研究者假设通过设计手性给体和/或受体可以建立CP-OLPL激基复合物，从而实现具有超长持续时间的手性持续发光。

在本工作中，通过将N,N-二甲基苯胺的给体连接到轴手性联萘酚衍生物的手性发色团上，合成了一对手性给体。原则上，N,N-二甲基苯胺部分是构建激基复合物的典型给体，当掺杂到双(二苯基氧膦基)二苯并[b,d]噻吩受体中时，对于促进高效CT以产生稳定的自由基阳离子和阴离子至关重要。

激基复合物薄膜可被紫外光激发，电子可通过给体和受体之间的CT轻松分离；然后，持续的CS和电荷复合并发生以产生OLPL激基复合物发射；最后，发光的联萘酚手性衍生物作为能量收集器，通过从激基复合物的¹CT到手性给体三线态的能量转移捕获OLPL激基复合物发射，产生来自手性联萘酚发色团的非凡CP-OLPL发射。

令人兴奋的是，所得手性激基复合物实现了峰值位于约440 nm的蓝色CPL发射，不对称因子为7.8×10-3，以及峰值位于约540 nm、|glum|为4.7×10-3、持续时间长达90分钟的超长黄色CP-OLPL。该工作成功提出了一种手性给体工程策略来构建有效的CP-OLPL激基复合物，为培育具有超长持续时间的手性余辉材料铺平了道路。

图1：圆偏振有机长持续发光激基复合物的机理示意图与合理设计策略。 a，典型手性发色团（左）和激基复合物介导能量转移实现圆偏振有机长持续发光（右）中的拟议发射机理。Abs.：吸收；Fluo.：荧光；N.R.：非辐射；Phos.：磷光；ISC：系间窜越；RISC：反向系间窜越；CR：电荷复合；S1D/A和T1D/A：给体和受体的最低单线态和三线态激发态；1CT和3CT：电荷转移态的最低单线态和三线态。b，实现CP-OLPL的主要过程：CT①、电荷分离②、电荷复合③和能量转移④。c，手性发色团工程化供体R(S)-2OBNMB的分子结构。

图2：手性给体R(S)-2OBNMB在四氢呋喃溶液中的光物理性质。 a，稳态光致发光（300 K）和延迟PL（77 K，延迟时间：10 ms）光谱。b，570 nm发射峰（77 K）的寿命衰减曲线（R-2OBNMB标准偏差7.6 ms，S-2OBNMB标准偏差8.3 ms）。c，圆偏振发光光谱。d，圆二色光谱及相应的紫外-可见吸收光谱。

图3：1 mol% R(S)-2OBNMB/PPT薄膜在365 nm激发下、环境条件下的光物理性质。 a，稳态PL和延迟PL（延迟时间：10 ms）光谱。b，540 nm发射峰处的衰减曲线对数图。c，商用相机记录的荧光和OLPL照片。d，不同延迟时间下的OLPL光谱（激发时间：300 s，功率密度：1.6 W/cm2）。e，电子自旋共振光谱。f，CPL（上）和归一化DC（下）光谱。g，发光不对称因子值。h，时间分辨光致发光光谱。

图4：S-2OBNMB/PPT薄膜的OLPL性质及拟议发射机理。 a，延迟时间为10 ms的激发-延迟PL发射图谱。b-d，S-2OBNMB/PPT薄膜在不同S-2OBNMB掺杂浓度（b）、激发功率密度（c）和激发时间（d）下，540 nm发射峰处的衰减曲线对数图。e，紫外激发停止后的CP-OLPL发光机理。

图5：手性激基复合物在不同条件下的潜在应用。 a，手性选择性响应信息加密平台的设计图案及对应照片（比例尺：5 mm）。b，设计的3D打印模型及对应照片（比例尺：10 mm），包括立方支柱晶格、层状晶格和八面体桁架。

该研究通过将N,N-二甲基苯胺给体连接到轴手性联萘酚衍生物上，设计了一对手性发色团工程化供体R(S)-2OBNMB，并与PPT受体构建了手性激基复合物体系。该体系实现了峰值440 nm的蓝色圆偏振激基复合物发射（|glum|=7.8×10-3）和峰值540 nm的超长黄色有机长持续发光，持续时间达90分钟。

机理研究表明，光致电荷转移和分离产生长寿命自由基离子对，缓慢的电荷复合产生OLPL激基复合物发射，随后通过有效的能量转移将激基复合物能量传递到手性发色团的三线态，实现CP-OLPL发射。TRPL光谱显示，在2 ms延迟后，激基复合物发射逐渐衰减，手性给体的局域三线态发射成为主导。

该材料成功应用于手性选择性响应信息加密平台和3D打印立体结构（立方支柱晶格、层状晶格、八面体桁架）的余辉显示。该工作为培育具有超长持续时间的手性有机余辉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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