具有圆偏振发光（Circularly Polarized Luminesence, CPL）特性的光学材料在化学传感、生物探针、三维显示和光催化不对称合成等领域具有广阔的应用前景，成为近年来化学材料领域的研究热点。然而，目前已报道的大多数光学材料存在发光不对称因子（glum）值较低、制样繁琐、不能批量生产和圆偏振发光信号不稳定等缺点，限制了其应用的可能性。因此，开发出兼备高glum值和高发光量子产率(Φ)的圆偏振发光材料，且材料满足应用需求具有重要的意义。
手性液晶（N*LC）分子中引入染料分子可以获得具有高发光不对称因子的圆偏振发光材料。同样的，液晶体系的强极性环境会对发光分子的发光产生消极影响，并且液晶的流动性和必须依赖液晶盒使用的缺点也一定程度上限制了其应用。因此本次工作主要是设计了一种具有可循环利用的手性液晶织构印迹的软光子晶体（SPC）薄膜。利用N*LC作为手性模板，通过引入聚合物单体、引发剂、交联剂等预聚物体系，紫外光引发聚合后可以获得具有手性液晶特性的软光子晶体薄膜。薄膜中的液晶分子可以通过浸泡洗涤的方法彻底去除。通过溶液浸泡法还可以将不同类型的有机发光染料分子引入到SPC薄膜中，获得兼具高glum和高Φ值的圆偏振发光薄膜材料，并且SPC薄膜可以多次循环利用。另外，具有圆偏振发光的SPC薄膜可以应用在多种场景，例如白光发射、智能窗和防伪等领域。（图一）
图一：SPC薄膜组分以及制作工艺示意图。
在这项工作中，我们首先制备了一种SPC薄膜，制备方法如图一，首先将手性分子、液晶分子、聚合物单体、交联剂和光引发剂按一定的比例混合均匀，将混合的溶液填充至液晶盒中，利用紫外光进行光聚合；然后去掉液晶盒，取出包含手性液晶的聚合物薄膜；接着通过溶剂浸泡移除手性液晶，可以获得具有手性液晶织构印迹的手性SPC薄膜。接着在SPC薄膜中通过浸泡法引入不同类型的染料分子，以光致荧光变色分子-螺吡喃（SP or MC）作为发光单元为例，将SP通过溶液浸泡法嵌入至具有合适光子带隙的手性SPC薄膜（如，SPC-S-SP）中，然后对其薄膜进行光物理性能的研究。研究发现SPC-R-MC和SPC-S-MC薄膜的glum值绝对值都可达0.47，其量子产率为22.3%。同时，SPC-S-MC薄膜在左右圆偏振片的辅助下可以观测出明显的差异。有趣的是，染料分子可以在SPC薄膜中实现移除和嵌入，且多次循环后仍然保持稳定的光学性能。（图二）
图二：SPC薄膜以及负载染料之后的光物理性质和手性光裸眼识别。
之后为了验证SPC薄膜可以普适性的构筑兼具高glum和高Φ值的圆偏振发光材料，我们还探究了DPA, C6, TPE, Perylene 等不同类型的有机染料分子，发现都具有类似的性能。因此我们认为本次工作中制备的手性SPC薄膜不仅可以负载染料同时获得高glum和高Φ值，其材料本身也具有良好的可加工特性使材料满足实际应用需求。（文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41884-5）
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