长持续发光的有机材料，是指在终止激发后，在激发终止后，仍能展现出长达数十毫秒乃至更久的持续发光特性，这一独特性质在发光信号的强度与频率之上，更增添了时间维度的丰富性。当这类材料与手性元素相融合时，便会呈现出圆偏振持续发光（CPPL）的非凡现象，为光学防伪技术、信息加密手段以及生物成像领域带来了显著的进步。在纯有机手性持久发光材料的研发中，一种广为采用的方法便是通过晶体工程的精妙设计、聚合物的巧妙掺杂或是主客体体系的精心构建，来营造出手性刚性环境，从而有效减少三重态激子的非辐射猝灭现象。通常情况下，手性基元在这些CPPL活性材料中扮演着不可或缺的角色。然而，如何在不引入任何手性物质的前提下，成功开发出具有手性余辉特性的材料，仍是一项极具挑战性的课题。近年来，科研界发现某些非手性分子能够通过组装过程中诱导的对称破缺机制，形成具有手性的纳米结构，并展现出超分子手性的独特魅力。作为一类广泛存在的非手性构建单元，拥有三个相同酰胺键及苯甲酸的C3对称分子BTA，在涡流过程中会发生对称性破缺，进而在纳米尺度上呈现出结构手性。这种超分子手性以螺旋骨架的形式存在，能够诱导客体分子产生手性，并赋予材料以CPL活性。
在本研究中，我们致力于通过非手性基团来构筑CPPL材料。为此，我们巧妙地利用超声技术，将三种磷光分子通过氢键作用与BTABA超分子进行共组装。经过干燥处理后，磷光纳米晶体紧密地附着在BTA纳米螺旋的表面，从而赋予了纳米晶体以结构手性，成功获得了CPPL效应。本研究所制备的材料展现出了蓝色、绿色以及黄色的圆偏振长持续发光，其 glum值高达2.3 × 10-2。此外，为了实时观测CPPL材料手性发射的动态演变过程，我们还自主搭建了一个时间分辨CPPL测试平台，该平台能够迅速采样并获取CPPL光谱信息。本研究成果不仅为光学活性持久发光材料的设计提供了全新的视角与思路，同时也为我们提供了一个功能强大、高效便捷的时间分辨CPPL检测平台，极大地拓展了CPPL研究的广度与深度。
图1. 由非手性基团构筑的CPPL复合物材料的示意图。a) BTA分子结构及种子涡流策略：涡流进行自组装过程中，有助于形成富含对映体的组装体。这些富含对映体的组合物被进一步用作手性种子来调节BTA分子的组装，从而产生可控且稳定的同手性组合物。b)具有室温长时间持续发光的磷光分子和相应纳米晶体的三种分子结构。c)共组装过程示意图：将BTA组件和荧光粉混合物的悬浮液在甲醇中超声处理1小时，然后将凝胶样样品真空干燥得到粉末。d) 三种系统中圆偏振荧光（CPF）和圆偏振持续发光(CPPL)现象的示意图。e) BTA和BDBF分子间的氢键示意图。
图2. a)BTA@BDBF在DMSO-d6中的NOESY谱。b)在成键状态下BTA和BDBF分子的DFT计算。c) BTA@BDBF的CPF和CPPL机制。d) P-BTA组装体的SEM图像。e-f) P-BTA@BDBF的SEM图像。
利用BTA和BDBF分子间氢键，在充分超声共组装后干燥样品，BDBF纳米晶体在BTA螺旋纤维上有序排列，产生了圆偏振持续发光。
图3. 共聚焦激光扫描显微镜：a) 415 nm激发下BTA@BDBF暗场显微镜图像。b) BTA@BDBF的明场显微镜图像。c)商用仪器和自制光学测试平台测得的不同质量比的M/PBTA@BDBF在365nm激发下，500 nm处的 glum。(实线属于商用仪器，虚线属于自制光学测试平台)。d) M/P-BTA@BDBF在1 s内0.2 s间隔的时间分辨CPPL发射（IL-IR）光谱。e)M/P-BTA@BDBF在0.4 s内, 0.12 s间隔的CPPL光谱的 gPL。f)实时CPPL检测光学测试平台示意图。可编程延时发生器可以在激活探测器的同时停止受激光。
本工作成功地利用非手性BTA分子构筑手性骨架，诱导产生圆偏振持续发光。同时我们设计了时间分辨圆偏振发光测试平台，检测了余辉状态下材料不同时间的手性表达。为圆偏振持续发光材料的构筑和检测提供了新的思路。（文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102516）
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