中科院化学所水介导的晶相转变与圆偏振发光调控研究获进展

圆偏振发光材料在三维显示、光信息加密和手性光电子器件等领域具有重要应用前景，晶体中有序的分子排列为调控手性光学性质提供了重要基础。

近日，中国科学院化学研究所科研团队基于有机离子型发光材料层级手性结构可控组装的发光体系，通过调控结晶过程获得了具有可逆水响应特性的手性晶体，实现了水介导的可逆晶相转变及圆偏振发光性质的可逆调控。相关研究成果发表在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上。

研究发现，结晶水的脱除与重新引入能够驱动晶体在两种不同晶相之间发生可逆转变，同时伴随发光颜色在黄色与红色之间切换，以及圆偏振发光旋向的反转。单晶结构解析和理论计算表明，结晶水通过参与氢键网络的构筑与重组，驱动晶体内部的超分子螺旋结构及分子堆积方式发生变化，进而改变电子跃迁特性，实现圆偏振发光旋向的反转。团队进一步利用这一可逆响应特性，实现了发光颜色与圆偏振发光旋向的空间选择性调控，展示了其在多维光信息编码方面的应用潜力。

该研究揭示了结晶水介导的晶体结构重构与手性光学响应之间的内在关联，表明通过调控晶体内部的非共价相互作用，可在不改变分子化学结构的前提下，实现多种光学性质的协同可逆切换，为发展动态响应型手性发光材料及可重构光子功能器件提供了新思路。