由于其獨特的動態平面手性、柱[n]芳烴，特別是柱[5]芳烴，已發展成為圓偏振發光（CPL）發射器等多種應用的有前景的平臺。然而，由于單元翻轉和擺動，在溶液狀態下實現柱[5]芳烴優異的CPL性能仍然是一個艱巨的挑戰。

2024年12月3日，華東師范大學王威研究員在國際頂級期刊Nature Communications發表題為《Boosting the circularly polarized luminescence of pyrene-tiaraed pillararenes through mechanically locking》的研究論文，Jing-Lin Song為論文第一作者，王威研究員為論文通訊作者。

王威，華東師范大學化學與分子工程學院研究員。2011年本科畢業于四川大學（導師：游勁松教授/蘭靜波教授），2016年在華東師范大學取得博士學位（導師：楊海波教授）。2016-2019年在瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zürich, Switzerland）從事博士后研究（合作導師：A. Dieter Schlüter教授）；2019年加入華東師范大學。

王威研究員主要從事化學拓撲學、機械立體化學和機械互鎖大分子的研究。

為解決這個關鍵問題，作者開發了一種機械鎖定方法，通過形成相應的[2]輪烷，將芘柱[5]芳烴的不對稱因子（glum）值提高到0.015。

更重要的是，利用穩定鎖定的共構象，這些所得的[2]輪烷在不同的溶劑和較寬的濃度范圍內保持優異的CPL性能，使其成為實際應用的有希望的候選物。

根據這項概念驗證研究，作者不僅成功地開發了一種強大的策略來合理設計具有所需CPL性能的手性發光材料，而且還為構建智能手性材料提供了一個有前景的平臺。

圖1：設計概念圖

圖2：合成路線圖

圖3：單晶X射線結構圖

圖4：手性光學性能圖

圖5：濃度依賴性熒光和CPL光譜圖

圖6：計算模擬圖

綜上，這項研究通過機械鎖定方法成功提升了芘修飾的柱[5]芳烴的圓偏振發光（CPL）性能，通過形成相應的[2]輪烷，實現了高達0.015的不對稱因子（glum）值，同時保持了在多種溶劑和寬濃度范圍內的優異CPL性能。

該研究不僅為設計具有所需CPL性能的手性發光材料提供了一種強有力的策略，而且為構建智能手性材料提供了一個有前景的平臺，這對于開發新型的顯示技術、信息加密和手性傳感等領域具有重要意義。

Song, JL., Chen, C., Li, X.?et al.?Boosting the circularly polarized luminescence of pyrene-tiaraed pillararenes through mechanically locking.?Nat. Commun.,?(2024).