自然界中的光合作用為人類提供了一個很好的光捕獲體系實例，利用大量的天線供體分子與受體分子之間的高效能量轉移，光能可以很好的被收集到光反應中心，實現有效的能量捕獲與轉化。目前人工光捕獲體系的構建大都是基于溶液超分子自組裝體系，而有序組裝的固態(tài)材料如液晶在人工光捕獲體系的應用卻少有報道。液晶材料具有相對規(guī)整的有序結構，使其能夠形成較為緊密的供受體堆積結構，利于光能的高效轉移；同時液晶的動態(tài)有序特性可以賦予人工光捕獲體系獨特的刺激響應功能，這些特點的結合使得液晶材料在光捕獲系統(tǒng)領域具有很大的應用潛力。
近日，課題組開發(fā)了一種基于盤狀柱狀液晶聚合物的人工光捕獲體系，液晶分子通過熒光共振能量轉移將捕獲的光能轉移給受體分子，該體系不僅具有接近100%的能量轉移效率，同時還可以達到上百的天線效應值。通過改變受體分子的比例實現光捕獲體系熒光顏色從綠色到紅色的逐步調節(jié)，再加上液晶聚合物在光照條件下的綠色和藍色熒光之間的可逆轉變，有效構建了一類基于紅綠藍全色發(fā)光的液晶聚合物光捕獲體系。此外，可以在寬供受體比例范圍內實現白光發(fā)射，最高白光絕對量子產率可以達到0.28。最后，我們也證明了這種具有熒光共振能量轉移和光響應性的雙模式的發(fā)光調節(jié)體系在時間分辨的信息寫入與擦除領域的展示性應用。
相關研究成果發(fā)表于《Nature Communications》（2024, DOI：10.1038/s41467-024-45252-9）。
課題組慕斌副教授為論文第一作者，田威教授為論文通訊作者。
（全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45252-9）