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DOI：10.1002/adma.73316
近红外圆偏振发光材料在光通信、生物成像、夜视应用以及手性加密信息传输领域具有极高的应用价值，但其实际应用受到发光不对称因子极低的限制。
郑州大学臧双全、Jia-ChenZhang，河南理工大学董喜燕团队通过将近红外发光的 Au₁₃纳米团簇嵌入手性向列介孔二氧化硅中，构建了螺旋光子限域策略。手性光子带隙与团簇发射的精准匹配实现了近红外圆偏振发光的显著增强，发光不对称因子达−0.4，可在近红外区直接区分左旋与右旋圆偏振发射。该体系基于团簇本征发射，无需外加偏振光学元件，首次实现了高对比度、圆偏振发光分辨的近红外（夜视）成像。Au₁₃团簇在螺旋纳米通道内可发生可逆组装与解组装，实现了可控的近红外圆偏振发光开关与手性反转。机理研究证实，圆偏振发光增强源于手性光子传播调控，而非发射体本征手性。该螺旋限域原理可拓展至多色金属团簇，为高效圆偏振发光材料提供了通用路线。相关研究成果发表于《Advanced Materials》上。
核心结论及佐证方法
核心结论：
采用螺旋光子限域策略，将近红外发光 Au₁₃纳米团簇负载于手性向列介孔二氧化硅，实现近红外圆偏振发光大幅增强，glum 达−0.4，可直接区分近红外左旋 / 右旋圆偏振光。
基于团簇本征发射，无需外置偏振元件，首次实现高对比度近红外圆偏振发光分辨夜视成像。
Au₁₃团簇在螺旋纳米通道内可水触发可逆组装 / 解组装，实现近红外圆偏振发光开关与手性反转。
圆偏振发光增强来自手性光子传播调制，非发射体本征手性；该策略可拓展至多波段金属团簇，具备普适性。
佐证方法：
材料制备：通过蒸发诱导自组装制备手性向列介孔二氧化硅薄膜，超声调控光子带隙与团簇发射光谱精准匹配。
结构表征：SEM、TEM、元素 mapping、XRD、XPS、氮气吸附–脱附，证实手性结构保留与团簇均匀分散。
光学测试：CPL、CD、荧光光谱、荧光量子产率与寿命测试，验证发光增强与光子带隙耦合效应。
动态机理：时间分辨圆二色飞秒瞬态吸收光谱，揭示激发态手性演化与溶剂响应开关机制。
组装分析：单晶衍射、SEM 形貌观测，阐明水诱导 Au₁₃一维组装与圆偏振发光反转的构效关系。
应用验证：近红外相机成像测试，证实圆偏振选择性夜视成像能力。
图文说明
图 1 (a) 具有不同尺寸与发光特性的纳米团簇（Cu₃、CAu₆、CAu₆Ag₄、Au₁₃）。(b) 纳米团簇负载到手性向列介孔二氧化硅薄膜（形成纳米团簇 - 手性向列介孔二氧化硅）的示意图。(c) 光子带隙诱导纳米团簇 - 手性向列介孔二氧化硅产生右旋圆偏振发光的示意图。当纳米团簇的发射带与手性向列介孔二氧化硅薄膜的光子带隙重叠时，左旋向列型纳米团簇 - 手性向列介孔二氧化硅薄膜选择性反射左旋圆偏振光并透射右旋圆偏振光。
图 2 (a) 纤维素纳米晶 / 二氧化硅薄膜的代表性扫描电子显微镜图像；(b) 手性向列介孔二氧化硅薄膜的代表性扫描电子显微镜图像。(c) 手性向列介孔二氧化硅的代表性偏光显微镜图像。(d,e) Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅薄膜的透射电子显微镜图像与元素分布图。(f) 手性向列介孔二氧化硅薄膜的氮气吸附曲线；(g) Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅的 X 射线衍射图谱；(h) Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅的 X 射线光电子能谱。
图 3 (a) 不同 Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅薄膜的圆偏振发光光谱（Au₁₃溶液浓度为 3 mg/mL）。(b) 负载不同浓度 Au₁₃纳米团簇的 750 nm 手性向列介孔二氧化硅薄膜的圆偏振发光光谱。(c) 负载不同团簇的手性向列介孔二氧化硅薄膜的圆偏振发光光谱。(d) Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅的发光不对称因子值。(e) 负载不同浓度 Au₁₃纳米团簇的 750 nm 手性向列介孔二氧化硅薄膜的发光不对称因子值。(f) 负载不同团簇的手性向列介孔二氧化硅薄膜的发光不对称因子值。(g) 自然光与紫外光下纳米团簇 - 手性向列介孔二氧化硅薄膜的数码照片。(h) 纳米团簇 - 手性向列介孔二氧化硅薄膜的波长与手性调控。(i) 纳米团簇 - 手性向列介孔二氧化硅薄膜中波长与手性调控的发光不对称因子。
图 4 (a) 通过溶液渗透与蒸发实现纳米团簇 - 手性向列介孔二氧化硅薄膜圆偏振发光开关能力的示意图。(b) Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅的圆偏振发光光谱：（浅黄色）原始薄膜、（粉色）浸入水中的薄膜、（蓝色虚线）后续水分蒸发后的薄膜。(c) 50 次水浸泡 - 蒸发循环后 Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅的圆偏振发光强度。(d) 水分蒸发过程中 Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅的动态圆偏振发光光谱。(e) 水分蒸发过程中 CAu₆- 手性向列介孔二氧化硅的动态圆偏振发光光谱。(f) 左旋圆偏振探测光记录的干燥薄膜二维瞬态吸收图谱。(g) 右旋圆偏振探测光记录的干燥薄膜二维瞬态吸收图谱。(h) 干燥薄膜对应的差分（左旋 - 右旋）瞬态吸收光谱。(i) 左旋圆偏振探测光记录的湿润薄膜二维瞬态吸收图谱。(j) 右旋圆偏振探测光记录的湿润薄膜二维瞬态吸收图谱。(k) 湿润薄膜对应的差分（左旋 - 右旋）瞬态吸收光谱（350 nm 激发下记录 Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅薄膜的圆二色瞬态吸收光谱）。
图 5 (a) 溶剂蒸发过程中 Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅的组装示意图。(b) 沿b 轴观察单晶中 Au₁₃团簇的堆积排列；(c) 沿c 轴观察单晶内 Au₁₃团簇的空间分布、团簇间弱相互作用及对应晶体照片。(d) N,N - 二甲基甲酰胺溶液中 Au₁₃纳米团簇的扫描电子显微镜图像。(e) 体积比 1:9 的 N,N - 二甲基甲酰胺 / 水溶液中 Au₁₃团簇的扫描电子显微镜图像。(f) 体积比 1:9 的N,N - 二甲基甲酰胺 / 水溶液中 Au₁₃纳米团簇冷冻干燥后的扫描电子显微镜图像。
图 6 (a) 左旋、右旋圆偏振滤光片下 Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅的近红外发光强度差异。(b) 近红外成像：自然光下可见光成像（左）与 Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅发光下近红外相机成像（右）。(c) 近红外手性偏振成像原理示意图：入射光穿过样品后经 Au₁₃- 手性向列介孔二氧化硅薄膜转化为近红外发射，被相机捕获。(d) 左旋、右旋圆偏振滤光片采集的近红外成像对比，展现显著手性选择性与高对比度。(e) 连续旋转圆偏振滤光片角度获得的近红外成像序列，验证对圆偏振态的高灵敏与稳定响应。
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