《Nature Communications》期刊发表田威教授团队液晶聚合物超分子柱状自组装人工光捕获体系研究成果

近日，学院田威教授团队在《Nature Communications》期刊在线发表题为《Bioinspired polymeric supramolecular columns as efficient yet controllable artificial light-harvesting platform》的研究论文。本研究论文将基于盘状液晶聚合物的柱状超分子组装体用于构建人工光捕获体系，液晶分子通过荧光共振能量转移将捕获的光能转移给受体分子，该体系不仅具有接近100%的能量转移效率，同时还可以达到上百的天线效应值。通过改变受体分子的比例实现光捕获体系荧光颜色从绿色到红色的逐步调节，再加上液晶聚合物在光照条件下的绿色和蓝色荧光之间的可逆转变，有效构建了一类基于红绿蓝全色发光的超分子人工光捕获体系。此外，可以在宽供受体比例范围内实现白光发射，最高白光绝对量子产率可以达到0.28。最后，证明了这种具有荧光共振能量转移和光响应性的双模式的发光调节体系在时间分辨的信息写入与擦除领域的展示性应用。

学院慕斌副教授为论文的第一作者，田威教授为论文的通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金等项目的资助支持。

图1 基于盘状液晶聚合物的超分子柱状自组装光捕获体系：（a）光合细菌中叶绿素的超分子组装示意图；（b）盘状液晶聚合物PTCS的分子结构及其超分子柱状组装示意图；（c）模块化超分子柱状组装实现高效且可控的能量转移行为。

图2 超分子光捕获体系的性能研究：（a-d）荧光发射光谱、CIE 1931色度图、荧光寿命衰减曲线、和时间分辨荧光光谱；（e-g）最大发射波长及其相对强度、发射量子产率和能量转移效率对 NiR/TCS 比率的依赖性、及其模块化柱状组装过程示意图。

图3 能量转移效率和发光颜色的动态调控：（a-d）CIE 1931色度图、荧光图像、荧光光谱的动态变化过程及其机理说明示意图；（e）白光发射所需的照射时间和相应的量子产率。

文：郑聪

审核：陈凯杰