近日,武汉纺织大学纺织纤维及制品教育部重点实验室王栋教授团队在国际著名化学期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)发表了题为“AIE-Driven Chiral Covalent Organic Frameworks for Solid-State Circularly Polarized Luminescence, Hydrochromism, and Water-Induced Chiroptical Enhancement” 的高水平研究论文,并被期刊选为Very Important Paper。该论文由王栋教授与查新林博士担任共同通讯作者,硕士研究生左梦娟为第一作者,硕士研究生蒋珍珍亦为论文的完成作出了重要贡献,武汉纺织大学为唯一署名单位。

该研究聚焦于手性共价有机框架(CCOFs)的构筑方法与多重响应特性开发。传统CCOF的构建通常依赖昂贵的手性单体,且固态下荧光发射较弱、圆偏振发光效率有限,严重制约了其在光学器件等领域的应用。为突破这些瓶颈,研究团队提出了一种无需手性单体的新型构筑策略,通过2-羟基-1,3,5-苯三甲醛与肼类化合物在手性诱导剂作用下发生亚胺缩合反应,成功构建出含有具有聚集诱导发光单元的CCOF材料。该材料在固态下表现出强红色荧光和优异的手性光学性能,其圆偏振发光不对称因子|glum|高达5.2 × 10-2,吸收不对称因子|gabs|达2.2 × 10-2,椭圆度接近1000 mdeg。更为突出的是,该材料具备显著的水响应能力:在吸水条件下,材料颜色由黄色可逆变为橙色(ΔE ≈ 42.7),椭圆度显著增强至2100 mdeg,|gabs| 提升至5.5 × 10-2,刷新了目前CCOFs基态手性响应性能的最高记录。机理研究表明,该性能来源于CCOF骨架内的酮-烯醇互变异构过程。此外,材料还具有良好的循环稳定性,并可作为手性荧光探针,实现对2-氨基环己醇和N,N'-二甲基-1,2-环己二胺等手性分子的高效识别。
该成果是王栋教授团队在手性有机聚合物可控构筑与智能响应特性研究方面的重要进展,亦是其系列研究工作的延续(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202316385; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 7759–7769;Adv. Funct. Mater. 2022, 2211956; Nano Res. 2024, 17, 5726–5734),为多功能CCOFs的开发及其在手性光子材料、智能传感和先进光学器件中的应用开辟了新路径。
