獲獎(jiǎng)項(xiàng)目簡(jiǎn)介
2018年CAIA獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目成果簡(jiǎn)介：圓偏振發(fā)光測(cè)試及其在手性超分子研究中的應(yīng)用
完成單位：國家納米科學(xué)中心，中國科學(xué)院化學(xué)研究所
完成人：段鵬飛、劉鳴華、韓建雷、楊東
圓偏振發(fā)光測(cè)試是表征手性物質(zhì)激發(fā)態(tài)手性性質(zhì)的一種常規(guī)手段。目前商業(yè)化的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)透明介質(zhì)體系的圓偏振發(fā)光測(cè)試，而對(duì)于非均相體系、固態(tài)物質(zhì)和不透明體系等，商業(yè)化設(shè)備無法滿足測(cè)試需求，也不能測(cè)得可靠的結(jié)果。同時(shí)，關(guān)于新型發(fā)光體系的圓偏振發(fā)光測(cè)試，比如“上轉(zhuǎn)換圓偏振發(fā)光”等，目前還沒有相關(guān)概念或測(cè)試方案的報(bào)道。段鵬飛及其合作者創(chuàng)新性地改進(jìn)了圓偏振發(fā)光的測(cè)試方法，（1）通過改進(jìn)圓偏振發(fā)光的測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)了各種不透明、非均相和薄膜體系的圓偏振發(fā)光測(cè)試；（2）提出并驗(yàn)證了“上轉(zhuǎn)換圓偏振發(fā)光”這一新的概念，通過改進(jìn)測(cè)試手段，實(shí)現(xiàn)了上轉(zhuǎn)換圓偏振發(fā)光的測(cè)試；（3）設(shè)計(jì)了新的測(cè)試手段，研究了手性超分子體系中手性信息和激發(fā)態(tài)能量轉(zhuǎn)移遷移，以及激發(fā)態(tài)能量與手性信息的交互，發(fā)現(xiàn)手性組裝體系中能量轉(zhuǎn)移可以增強(qiáng)發(fā)光不對(duì)稱因子glum這一重要規(guī)律。一系列成功發(fā)表在J. Am. Chem. Soc. (2017, 139, 9783-9786), Nat. Commun. (2017, 8, 15727-15735), Angew. Chem. Int. Ed. (2017, 56, 12174-12178; 2018, 57, 9357-9361), Adv. Mater. (2017, 29, 1606503; 2018, 30, 1705011)等期刊上。
該成果一方面拓展了圓偏振發(fā)光的測(cè)試方法，另一方面也拓寬了圓偏振發(fā)光在超分子化學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用。尤其是，該成果為具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)的手性材料的研究提供了有效的表征手段，可用來研究手性信息和激發(fā)態(tài)能量的轉(zhuǎn)移傳遞規(guī)律，為分析化學(xué)、光化學(xué)與物理、材料化學(xué)、手性科學(xué)等研究提供新的研究思路。其中，基于三重態(tài)-三重態(tài)湮滅機(jī)理的上轉(zhuǎn)換發(fā)光技術(shù)，已經(jīng)被應(yīng)用到生物光學(xué)成像當(dāng)中；圓偏振發(fā)光以其獨(dú)特的發(fā)光性質(zhì)，在生物成像檢測(cè)過程中能夠有效的消除生物組織自發(fā)光及其他背景噪音帶來的干擾。將圓偏振發(fā)光與上轉(zhuǎn)換發(fā)光的概念交叉結(jié)合，新的發(fā)光現(xiàn)象和新檢測(cè)手段為生物光學(xué)成像提供新的方法和途徑，為開展圓偏振發(fā)光應(yīng)用提供新的思路，是兼具理論與實(shí)踐意義的原創(chuàng)性研究成果。
