手性有机长余辉材料因其在高级防伪、信息加密及下一代光子显示技术中的巨大潜力，近年来始终是光电子领域的研究热点。然而，有机分子的三线态激发态极易受到分子内振动、热效应及环境扰动的干扰而发生非辐射跃迁，使得在单一体系中实现高效率的余辉与手性发光成为一项极具挑战的难题。
近日，南京邮电大学柔性电子全国重点实验室黄维院士团队陶冶教授课题组在该领域取得了新进展。研究团队提出了一种基于膦酸衍生物构筑定向氢键网络的超分子工程策略，开发出一系列性能优异的手性聚合物余辉材料。该策略充分利用膦酸衍生物的四面体配位构型及其双质子供体特性，与聚乙烯醇（PVA）基质形成高度稳定且有序的三维氢键网络，从而有效抑制了三线态激子的非辐射跃迁，并最终实现了颜色可调的多彩手性余辉聚合物体系。相关研究成果以“Phosphine-Mediated Hydrogen Bond and Phosphorescence Energy Transfer for Tunable Chiroptical Afterglow in Stacked Polymers”为题发表于《Nature Communications》。柔性电子全国重点实验室陶冶教授、李欢欢副教授以及黄维院士为论文通讯作者，博士生高之胜为第一作者。
研究团队通过在具有高效余辉发射的PVA薄膜表面涂覆一层手性聚乳酸（PLA），利用简单的界面手性诱导即可获得强烈的手性发光信号。基于此策略构建的聚合物薄膜，其手性余辉寿命长达3.05秒，光致发光量子产率高达33.3%，发光不对称因子达到3×10⁻²。此外，研究团队在该体系中成功构建了高效的Förster共振能量转移（FRET）过程。利用膦酸基团在刚性基质中稳定的长寿命三线态激子作为能量供体，将其磷光能量有效转移至不同发射波长的荧光染料受体，从而在保持长余辉特性的同时，实现了从绿色到黄色直至红色的多色余辉发光。结合手性PLA层后，所获得的堆叠薄膜成功地将颜色可调性、长寿命发光与手性光学特性融为一体，在可见光谱范围内实现了多色手性余辉。得益于该聚合物材料优异的水溶性、良好的加工性与出色的柔韧性，可被便捷地加工为余辉墨水、功能涂料乃至可打印的二维码。该技术将信息编码的维度从传统的颜色和时间，成功拓展至更为高级的手性维度，为实现多层级、高安全性的信息加密与防伪技术开辟了新的路径。
本工作深刻揭示了在精确调控氢键几何结构与电子结构的指导下，通过合理的超分子工程构筑有机光电子材料新功能的可能性。
该研究获得了国家自然科学基金、江苏省基础研究计划、南京U35强基项目、南京邮电大学“华礼人才支持计划”以及江苏省研究生科研创新计划等项目的联合资助。
通过磷介导氢键和磷光能量转移构建多色手性有机余辉的示意图
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-69324-0
（撰稿：陶冶 编辑：陈宁娜 审核：凌海峰）