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东南大学李全院士团队最新成果在《Light: Science & Applications》发表

发布者:系统管理员发布时间:2022-07-28浏览次数:10

近日,东南大学化学化工学院、智能材料研究院李全院士在国际知名期刊Light: Science & Applications发表了题为Liquid Crystal-Templated Chiral Nanomaterials: From Chiral Plasmonics to Circularly Polarized Luminescence的重要综述文章(Light: Sci. Appl. 2022, 11, 223),系统性总结了基于液晶软模板的手性纳米功能材料最新进展及其应用前景,阐述了手性液晶软模板在纳米材料手性光学放大和增强方面的基本原理和独特优势。东南大学李全院士为论文通讯作者,李全院士前团队成员王玲教授(现任职于天津大学)为共同通讯作者。

手性与生命现象密切相关,也显著影响物质的性能,手性科学的发展对人类社会的进步做出了巨大贡献。基于液晶软模板的手性纳米功能材料开发逐渐成为世界各国科学家的研究焦点,手性纳米材料是实现手性光学活性显著放大的重要途径,同时有望成为分子和块体材料之间手性转移和放大机制研究的模板。论文首先介绍了手性纳米材料具备的关键手性光学特性,然后详细讨论了基于液晶软模板的手性纳米功能材料的重要进展与研究趋势,其中包括基于热致和溶致液晶模板的手性等离子体纳米材料,以及基于液晶软模板的功能性手性发光纳米材料。最后,对这些手性纳米功能材料的新兴应用前景、机遇和未来挑战进行了展望。值得一提的是,基于手性纳米超材料的超透镜和隐身衣等革命性技术被美国国防部列为“六大颠覆性基础研究领域”之一,将对未来国防和军工领域产生变革性影响。大力推进手性功能纳米材料的大规模制备,实现先进功能器件的多材料集成和多层级构筑是手性纳米材料发展的必然趋势。

自人类诞生以来,手性物质就已经融入了我们的生命,氨基酸是L构型,DNA的双螺旋结构是右手螺旋。人类已经能够通过人工合成的手性催化剂实现手性物质的精准创造,手性药物、手性农药、手性液晶材料等已经造福于人类社会。如何实现手性纳米材料的精确可控构筑和大面积制备是目前公认的难题。基于电子束光刻和激光直写等微纳加工技术的传统手性纳米材料自上而下制备方法存在工艺复杂、易产生缺陷、性能不易调控和难以实现大面积制备等诸多问题。不同于选择性化学合成策略制备具有镜像不对称几何形状的手性纳米晶体,基于软物质模板的自下而上自组装技术被认为是开发可调控手性纳米材料的有效策略。相比于DNA、多肽和聚合物模板法,兼具优异的外场响应性和长程有序自组装特性的手性液晶软模板被认为是突破具有高光学不对称性的可调控手性纳米功能材料及其柔性薄膜大面积制备技术的重要途径。因此,在李全院士的带领下,这些关键的科学技术以及工程问题正得到逐步的解决、拓展和提升。

该论文得到了江苏省双创团队,国家自然科学基金等项目的支持。

论文链接:http://www.nature.com/articles/s41377-022-00913-6