[发明专利]一种圆偏振发光液晶物理凝胶材料及其制备方法

说明书

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种圆偏振发光液晶物理凝胶材料及其制备方法。本发明的圆偏振发光液晶物理凝胶材料包括手性发光材料、有机凝胶因子和室温向列相液晶，用下述方法制成：(1)按一定质量比称取手性发光材料、有机凝胶因子和室温向列相液晶，并加入到具塞样品瓶中；(2)加热使各组分全部溶解，形成均一透明的溶液；(3)停止加热，自然冷却到室温后得到圆偏振发光液晶物理凝胶材料。本发明通过在室温向列相液晶中引入手性发光材料，同时采用凝胶因子自组装形成的三维网络结构作为支撑材料，可获得制备工艺简单、应用性能良好、圆偏振发光性能优异的具有自支撑性能的圆偏振发光液晶材料。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种圆偏振发光液晶物理凝胶材料及其制备方法。

背景技术

圆偏振发光(Circularly Polarized Luminescence,CPL)是指手性发光体系受激后发出具有差异性的左旋和右旋圆偏振光的现象。由于圆偏振光材料独特的结构和性质，使得其在不对称合成、化学传感器、3D显示等领域均具有广阔的应用前景。对圆偏振发光材料的研究不仅能很好地揭示手性分子处于激发态时的结构信息，而且有助于我们更深入的理解手性的产生、传递及放大机制。

圆偏振发光不对称因子g_lum是表征圆偏振发光性质的重要参数之一，g_lum＝2(I_L-I_R)/(I_L+I_R)，其中I_L和I_R分别为左旋和右旋圆偏振光发光强度，当g_lum为0时，代表体系发出的光不具有偏振性，当g_lum为±2时，代表体系发出的是完全的左旋或右旋圆偏振光(正值为左旋圆偏振光，负值为右旋圆偏振光)。g_lum值的大小直接决定了圆偏振发光材料的实际应用前景，因此如何提高发光不对称因子值当前是圆偏振发光材料领域的关键性问题之一。

手性液晶具有螺旋堆积的组装结构，研究表明，构筑发光手性液晶是一种制备具有高g_lum值CPL材料的有效方法。这种高g_lum值的CPL发射主要归因于手性液晶特有的螺旋组装过程可以实现手性的放大，此外，当手性液晶的螺距与发光基团的发光波长相匹配时，手性液晶的选择性反射还可进一步提高圆偏振发光液晶材料的g_lum值，产生的g_lum值通常能达到10^-1量级。目前报道的手性圆偏振发光液晶材料主要包含主-客体掺杂类圆偏振发光液晶材料和非掺杂的圆偏振发光液晶材料两大类，其中主-客体掺杂类圆偏振发光液晶材料由于种类多、制备简单、性能易调控等优点而引起了科研工作者的逐渐关注。主-客体掺杂类圆偏振发光液晶材料主要是通过将手性剂掺杂至发光向列相液晶中，或通过将手性发光染料掺杂至向列相液晶中来制备的。成义祥教授课题组将手性荧光染料小分子R/S-BINOL-CN掺杂至向列相液晶E7中，并探究了掺杂量对圆偏振发光强度的影响，研究发现随着R/S-BINOL-CN掺杂量的增加，胆甾相液晶的螺距逐渐变小，圆偏振发光强度呈增大趋势，当掺杂量为2wt％时，g_lum值可达±0.4(Chemistry-A European Journal,2018,24(48):12607-12612)。进一步地，通过在向列相液晶E7中掺杂小分子手性剂和小分子发光化合物，成义祥教授课题组还制备得到了g_lum值可达1.42的三组分主-客体掺杂类圆偏振发光液晶材料(Chemical Communications,2019,55(35):5179-5182)。

目前已报道主-客体掺杂类圆偏振发光液晶材料在制备方法和性能调控等方面取得了较大的研究进展，但也还存在一些不足，大部分报道的主-客体掺杂类圆偏振发光液晶所使用的液晶材料为小分子室温向列相液晶，在室温下具有很好的流动性，因此制备的圆偏振发光液晶材料需要额外的容器如液晶盒来进行盛装，器件封装复杂，同时液晶的流动性也使得手性发光液晶的螺旋结构处在动态变化中，圆偏振发光性能不稳定，不利于圆偏振发光液晶材料的实际应用。

发明内容