一种通过三线态到单线态的能量传递制备圆偏振发光材料的方法

本发明属于圆偏振发光领域，具体涉一种通过三线态到单线态的能量传递制备圆偏振发光材料的方法。

背景技术：

1、圆偏振发光(cpl)材料由于其独特的手性光学性质，在led，3d显示、光学数据存储和防伪、信息加密和光学器件等方面具有广泛的应用前景。纯有机室温磷光(rtp)材料具有光发射寿命长、斯托克斯位移大、加工性能好等特点，近年来受到学术界的广泛关注。科研人员将手性与rtp结合起来，制备出具有显著的空间分辨性、光学敏感性、柔性、生物相容性等优点的圆偏振有机室温磷光(cp-rtp)材料。

2、fret是指激发态能量从初始激发的给体(donor)向受体(acceptor)的传递。一般来说，给体的发射光谱与受体的吸收光谱有重叠，给体所吸收的能量将传递给受体，再由受体发射出光子，产生荧光。三线态激子的寿命要大于单线态激子寿命，所以三线态激子的传输距离要大于单线态激子传输距离。三线态(triplet)到单线态(singlet)的能量传递被称为ts-fret。

3、目前已经报道了很多通过fret方法实现荧光材料圆偏振发光，但通过ts-fret实现磷光到荧光的转变使荧光材料具有圆偏振发光却从未报道过。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种通过三线态到单线态的能量传递制备圆偏振发光材料的方法，本发明通过三线态到单线态的能量传递的方法实现cp-rtp材料到荧光材料的能量传递，使得荧光材料具有圆偏振特性，并且操作方法简单，适用性强。

2、本发明所提供的制备圆偏振发光材料的方法，为通过三线态到单线态的能量传递实现cp-rtp材料到荧光材料的能量传递，得到具有圆偏振发光特性的荧光材料。

3、所述方法中，所述cp-rtp材料为l/d-赖氨酸衍生物的自组装体、l/d-胱氨酸衍生物的自组装体等。

4、所述l/d-赖氨酸衍生物的自组装体、l/d-胱氨酸衍生物的自组装体具体为中国专利202310051188.1中记载的l/d-lys-18nco、l/d-lys-14nco、l/d-lys-12nco的自组装体、l/d-cys-18nco的自组装体，

5、所述l/d-赖氨酸衍生物的自组装体通过将30mg l/d-lys-18nco等手性分子加入四氢呋喃1ml中，加热至澄清，然后逐渐降温直至形成具有圆偏振磷光性质的超分子自组装体。

6、所述l/d-胱氨酸衍生物的自组装体通过将10mg l/d-cys-18nco等手性分子加入丙酮1ml中，加热至澄清，然后逐渐降温直至形成具有圆偏振磷光性质的超分子自组装体。

7、所述l/d-赖氨酸衍生物具体可为l/d-lys-18nco的手性分子，其结构式如下所示：

8、

9、所述l/d-胱酸衍生物具体可为l/d-cys-18nco的手性分子，其结构式如下所示：

10、

11、所述荧光材料包含荧光染料和荧光量子点等；

12、所述荧光染料为pda染料，其结构式如下所示：

13、

14、所述荧光量子点为绿光量子点(zncdses/zns，峰位530-540nm，表面配体：油酸，浓度18mg/ml)和红光量子点(zncdse/znse/zns，峰位620-640nm，表面配体：油酸，浓度18mg/ml)。

15、本发明圆偏振室温磷光cp-rtp材料由上述手性分子自组装而成。

16、具体地，所述圆偏振室温磷光cp-rtp材料通过包括如下步骤的方法制备得到：

17、将所述手性分子加入有机溶剂，加热至澄清，然后逐渐降温直至形成超分子组装体，即圆偏振室温磷光材料。

18、上述方法中，所述有机溶剂包括四氢呋喃、丙酮、二氯甲烷中的至少一种。

19、所述手性分子在有机溶剂中的浓度为3～100mg/ml。

20、具体地，所述制备圆偏振发光材料的方法，包括如下步骤：将所述手性分子与所述荧光材料在有机溶剂中混合，加热时分子溶清，然后逐渐降温直至形成超分子共组装体，即通过三线态到单线态能量传递的方法制备得到圆偏振发光材料。

21、所述荧光材料包含荧光染料和荧光量子点；

22、所述手性分子与荧光染料的摩尔比为5-500:1，具体可为5-20:1，更具体可为500:1,200:1,100:1,50:1,20:1,10:1,5:1；

23、所述手性分子与荧光量子点的质量比为10-100:1，具体可为14-56:1，更具体可为14:1,28:1,42:1,56:1；

24、所述有机溶剂为thf和丙酮中至少一种；

25、所述手性分子在有机溶剂中的浓度为3～100mg/ml。

26、由上述方法制得的手性分子-荧光材料共组装体也属于本发明的保护范围。所述手性分子-荧光材料共组装体具有圆偏振发光性质。

27、本发明具有以下优点：

28、(1)本发明通过简单的三线态(triplet)到单线态(singlet)的能量传递实现cp-rtp材料到cpl材料的转变，使得荧光材料具有圆偏振特性。

29、(2)本发明方法新颖，可操作性强，环境影响因素小，对研究圆偏振发光材料的构建具有重要意义。

30、本发明开发了一种三线态到单线态制备圆偏振发光材料的方法，为圆偏振发光材料的开发提供一条新颖的途径。

31、本发明成功通过三线态到单线态的能量传递实现圆偏振有机室温磷光(cp-rtp)材料到cpl材料的转变，使其制备的手性光学材料可以应用到光学信息加密以及防伪等应用。

技术特征：

1.一种制备圆偏振发光材料的方法，为通过三线态到单线态的能量传递实现cp-rtp材料到荧光材料的能量传递，得到具有圆偏振发光特性的荧光材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述cp-rtp材料为l/d-赖氨酸衍生物的自组装体、l/d-胱氨酸衍生物的自组装体；

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述荧光染料为pda染料，其结构式如下所示：

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述l/d-赖氨酸衍生物为l/d-lys-18nco的手性分子，其结构式如下所示：

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：将所述手性分子与所述荧光材料在有机溶剂中混合，加热至澄清，然后逐渐降温直至形成超分子共组装体，即通过三线态到单线态能量传递的方法制备得到圆偏振发光材料。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述荧光材料包括荧光染料和荧光量子点；

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述有机溶剂为thf和丙酮中至少一种；所述手性分子在有机溶剂中的浓度为3～100mg/ml。

8.由权利要求1-7中任一项所述的方法制得的圆偏振发光材料。

技术总结
本发明公开了一种通过三线态到单线态的能量传递制备圆偏振发光材料的方法。将手性分子与荧光材料在有机溶剂中混合，加热至澄清，然后逐渐降温直至形成超分子共组装体，即通过三线态到单线态能量传递的方法制备得到圆偏振发光材料。所述手性分子为L/D‑赖氨酸衍生物或L/D‑胱氨酸衍生物，所述荧光材料为PDA染料或荧光量子点。本发明通过简单的三线态(Triplet)到单线态(Singlet)的能量传递实现CP‑RTP材料到CPL材料的转变，使得荧光材料具有圆偏振特性。本发明方法新颖，可操作性强，环境影响因素小，对研究圆偏发光材料的构建具有重要意义。

技术研发人员：刘鸣华,蒿文超
受保护的技术使用者：中国科学院化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19