“用左手把能量傳遞給左手”與“用左手把能量傳給右手”哪個效率更高？

這種在分子尺度下的奇特現象的比較結果近日由中國科學技術大學研究團隊破解，取得了分子手性和室溫磷光領域的重要進展。

相關研究成果近日發表于國際權威學術期刊《自然·通訊》(Nature Communications)。

中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心張國慶教授團隊通過構建全手性的摻雜室溫磷光體系，發現并命名手性選擇室溫磷光增強這一普適性現象，揭示了分子間能量轉移存在手性依賴特征。

有機分子磷光即分子三線態激發態到單線態基態的輻射躍遷，這一躍遷有獨特優勢。這些優勢使得有機室溫磷光(RTP)在生物成像、信息存儲、數據加密、防偽、傳感和光電顯示等眾多領域應用潛力巨大。然而，目前對于RTP的產生機理和光物理過程缺乏深刻理解且充滿爭議，其光物理過程仍然是一個重大挑戰。此外，大多數摻雜RTP材料的當前應用主要集中在加密和防偽上，擴展具有RTP獨特優勢的新應用非常必要。

張國慶教授和陳彪特任副研究員近年對主客體RTP體系進行了深入研究，取得了成體系的研究成果，且由于該體系客體的三線態發光幾乎完全來自主體的能量傳遞，為后續研究提供了非常好的能量傳遞模型。

新發表的研究在體系中引入手性元素，構建了全手性的RTP體系，由此觀察到了手性選擇室溫磷光增強(CPE)現象。研究發現，在客體僅有十萬分之一的摻雜濃度下，RTP強度差異可達兩個數量級。

通過系統研究，結合發光壽命等實驗證據，提出CPE現象涉及到手性依賴的電子轉移，即該體系三線態激發態電子/能量的轉移在主客體手性相同時顯著強于手性不同。

這個工作在實驗上揭示了“用左手把能量傳遞給左手”的效率要遠高于“用左手把能量傳給右手，或者用右手傳給左手”這種分子尺度下的奇特現象，加深了對室溫磷光機制及電子交換、能量轉移過程的理解，并為室溫磷光應用和手性識別提供了思路。(完)