Endowing single-crystal polymers with circularly polarized luminescence

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作者
Zhong‐Qiu Li,Meng Li,Zili Chen,Yu‐Wu Zhong
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1) 被引量:1
标识
DOI:10.1038/s41467-024-55181-2
摘要

The preparation of single-crystal polymers with circularly polarized luminesce (CPL) remains a challenging task in chemistry and materials science. Herein, we present the single-crystal-to-single-crystal topochemical photopolymerization of a chiral organic salt to achieve this goal. The in-situ reaction of 1,4-bis((E)-2-(pyridin-4-yl)vinyl)benzene (1) with chiral (+)- or (−)-camphorsulfonic acid (CSA) gives the monomer crystal 1[( + )/( − )-CSA]2 showing yellow CPL with a high luminescent dissymmetry factor |glum| of 0.035 and emission quantum yield Φ of 49.7%. Upon photo-induced topochemical [2 + 2] polymerization, single-crystal polyionic polymers of poly-1[( + )/( − )-CSA]2 are obtained. The single-crystal-to-single-crystal (SCSC) photopolymerization is revealed by in situ powder X-ray diffraction, single-crystal X-ray, optical microscopy, infrared, circular dichroism, and CPL spectroscopic analyzes. Interestingly, the photopolymer crystals show blue and handedness-inverted CPL with |glum| of 0.011 (Φ = 14.2%), with respect to the yellow CPL of the monomer crystal. Furthermore, patterned circularly-polarized photonic heterojunctions with alternate blue and yellow CPL sub-blocks are prepared by a mask-assisted photopolymerization method. Our findings provide a vision for fabricating high-performance CPL-active crystalline polymer materials, paving the way for the further development of photo-response chiral systems. Single-crystal polymers with circularly polarized luminescence are interesting materials, but challenging to prepare. Here, the authors report a single-crystal-to-single-crystal topochemical photopolymerisation to form polyionic polymer crystals with circularly polarized luminescence.
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