第一作者：ong>Ting Zhang，Chuanmei Tang

通訊作者：Yuefei Wang，Wei Qi

通訊單位：天津大學(xué)

研究內(nèi)容：

研究了由纖維素納米晶體 (CNCs) 和牛血清白蛋白穩(wěn)定的金納米簇 (BSA-AuNCs) 共組裝的復(fù)合薄膜的形成和性質(zhì)。進一步研究了BSA-AuNC濃度對CNC基復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響。發(fā)現(xiàn)復(fù)合膜保留了手性向列結(jié)構(gòu)和旋光性。自組裝的CNC和BSA-AuNC 螺旋上層結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生強的左旋圓偏振發(fā)光，不對稱因子高達 0.287。同時，在不影響復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)色和熒光特性的情況下，引入了第三種組分聚乙二醇，以增強薄膜的柔韌性。薄膜制備的簡單性、CNCs的豐富性以及復(fù)合薄膜的柔韌性和穩(wěn)定性為生產(chǎn)具有集成功能的功能材料鋪平了道路。

要點一：

通過將客體 BSA-AuNCs 嵌入手性向列 CNC 薄膜中，開發(fā)了一系列具有綜合光學(xué)特性的復(fù)合薄膜。所有復(fù)合薄膜均保留了手性向列型CNCs的光學(xué)特性，具有強雙折射和結(jié)構(gòu)色。在CNCs的手性向列結(jié)構(gòu)中，AuNCs呈間隔分布且隨機分布。

要點二：

通過添加一定量的PEG，可以在不影響復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的情況下增加柔韌性。通過改變AuNCs的濃度，復(fù)合薄膜表現(xiàn)出優(yōu)異的CPL(circularly polarized luminescence)強度，波長可調(diào)。左旋螺旋結(jié)構(gòu)和具有可調(diào)光子帶隙的寬波長范圍負責(zé)誘導(dǎo) CPL。結(jié)果表明，CNCs與無機納米團簇的結(jié)合為CPL活性材料的開發(fā)提供了強有力的平臺。

圖1. BSA-AuNC 和 CNC 解決方案在 (a) 可見光和 (b) 紫外光下的照片。(c) BSA-AuNCs 和 (d) CNCs 的代表性 TEM 圖像。(e) BSA-AuNCs (頂部) 和 CNCs (底部) 在可見光譜區(qū)域 (水平軸) 的光電發(fā)射光譜。縱軸表示它們的輻射波長相關(guān)的光發(fā)射強度。

圖2. 在 (a) 可見光和 (b) 紫外光下的照片，(c) 光學(xué)吸收光譜和 (d) 不同比例的 CNCs 和 BSA-AuNCs 混合溶液的光發(fā)射光譜 (λex = 470 nm)。

圖3. （a）可見光和（b）紫外線和（c）POM下的照片，用于具有不同比例的CNCs和BSA-AuNCs的復(fù)合膜（干燥48小時）。

圖4. 具有不同比例的 CNCs 和 BSAAuNCs 的復(fù)合薄膜的 (a) 反射光譜和 (b) 圓二向色光譜下的照片。薄膜 (c) C1-0Au 和 (d) C8-1Au 橫截面的代表性 SEM 圖像。

圖5. 在自然光(a)和紫外光(b)下添加PEG前后復(fù)合膜的對比照片。不同比例的CNCs、PEG和BSA-AuNCs混合溶液的(c)光吸收光譜和(d)光發(fā)射光譜(λex = 470 nm)下的照片。(e) 具有不同比例的 CNCs、PEG 和 BSA-AuNCs 的復(fù)合膜的反射光譜和 (f) 圓二向色光譜。

圖6. (a) 具有不同比例的 CNCs 和 BSA-AuNCs 的復(fù)合薄膜和 (b) 具有不同比例的 CNCs、PEG 和 BSA-AuNCs 的復(fù)合薄膜的 CPL 光譜。

參考文獻：

Ting Zhang,Chuanmei Tang,Yuefei Wang,* Chaoxuan Wang, Yiwen Zhang, Wei Qi,* Rongxin Su,and Zhimin He. Circularly Polarized Luminescent Chiral Photonic Films Based on the Coassembly of Cellulose Nanocrystals and Gold Nanoclusters. Langmuir. 2022, 2c00376.