近日，柔性电子全国重点实验室黄维院士、陈润锋教授和李平副教授团队在自由基手性碳点长余辉领域取得重要进展。相关成果以“Chiral Photochromic Carbon Dots with Photoactivated Radical Emission, Circularly Polarized Luminescence and Organic Afterglow”为题发表在国际学术期刊Advanced Materials（《先进材料》）上。博士后郭振丽为第一作者，陈润锋教授和李平副教授为论文共同通讯作者。
有机发光自由基，由于其开壳层电子结构以及自旋允许的双重态或更高多重态发射，作为一类新型分子发光体引起了广泛关注，它们具有独特的发光性质和激发态动力学，这些在闭壳层发光团中难以或无法实现。尽管基于自由基独特性质构建多样化和先进发光材料方面取得了这些显著进展，但将自由基发光与CPL、可逆光致变色和长寿命余辉结合起来仍然难以实现，尤其是在纳米材料体系中。
图1 手性光致变色和刺激发光R/S-CDs@PVP余辉材料的构建。
在这项工作中，黄维院士和陈润锋教授团队提出了一种新的设计策略，用于构建具有综合光致变色、CPL发射、长寿命余辉和基于CDs发光体和PVP封装的刺激响应光物理特性的本征手性纳米材料。该方法的特点是在CDs中原位生成发光手性NI自由基，在室温下表现出约10−3的CPL活性和长达265 ms的余辉寿命。此外，R/S-CDs@PVP薄膜表现出无色和黄色之间的可逆光致变色、从蓝色到黄色的稳态发射颜色演变以及对氧气、水分和温度等外部刺激高度响应的可调长寿命余辉行为。 基于单一纳米材料内集成光致变色、CPL和长寿命余辉的手性CDs，实现了包括无墨水光致变色、可穿戴显色图案和高安全性信息加密在内的高级应用。这项工作不仅为构建基于自由基的手性余辉系统建立了基本策略，而且为发光和光致变色纳米材料在柔性光电子和多级数据安全中的应用开辟了新的途径。
该研究得到了江苏省基础研究计划、国家自然科学基金、南京邮电大学华礼人才计划、发光材料与器件国家重点实验室开放基金、江苏省自然科学基金的支持。