面条形状的结构解释了聚合物中的手性发光

能够发射手性光的聚合物可以为我们的电子设备带来更高效的屏幕。然而，这些系统中手性光学现象的起源是未知的。现在，科学家们可能已经找到了答案:形状像意大利通心粉的微小扭曲结构，以弱有序的蓝色相排列。¹这种新的分子模型为制备强手性发光聚合物提供了完美的配方。

传统的有机LED (OLED)技术发射的是非偏振光，是一种左右手光束的混合。最重要的是，显示器通常有防眩光滤镜来减少反射。然而，这是有代价的——防眩光层挡住了一半的光，使得这些设备非常浪费。“这就是我们设计能发射圆偏振光的材料和设备的原因。杰斯韦德他是伦敦帝国理工学院的研究员，也是这篇论文的第一作者。“光线只向一个方向扭曲，我们可以绕过防眩光滤光片，从而提高显示效率。”

研究人员已经发现了几种可以发射强手性光的材料，其中包括聚合物。韦德说:“到目前为止，我们认为它们的光学活性来自于杆状分子和聚合物链，它们形成了螺旋楼梯状的堆栈。”但是这个模型并不能解释一些实验观察。她补充说:“经过仔细检查，我们没有发现布拉格反射或线性二色性的证据，这些都是这类结构的特征。”

因此，他们决定进一步调查。该团队使用多种实验技术进行了一项综合研究，如高分辨率原子力显微镜、光谱椭圆偏振仪和偏光光源的x射线散射。“我们发现，在没有排列层的情况下，聚合物薄膜没有这种长距离的结构手性，”解释说马修Fuchter他是这项研究的联合负责人。相反，圆形偏振光具有分子起源。“看起来，小而螺旋形的聚合物原纤维具有天然的光学活性。

托马斯Penfold英国纽卡斯尔大学的发光材料专家说，关键是不对称，即光被圆极化的程度。彭福尔德说:“通常情况下，你需要厚而有序的结构来产生巨大的不对称性。”小的fusilli结构在局部产生不对称而不堆积，这应该允许研究人员制造更薄的设备。此外，他发现合成方法相当聪明，因为“他们使用了非手性聚合物，便宜且容易获得，只需要少量的手性添加剂”，他解释道。“这么小的量就足以观察到巨大的极化效应。”

除了OLED显示器，能发出扭曲光的超薄聚合物薄膜还可以用于加密通信和生物传感。研究小组还观察到圆偏振光反转器件的偏手性随外加电场的方向而变化。²韦德指出:“这暗示着有趣的自旋相关现象正在发挥作用，为它们在室温自旋电子设备中的应用提供了希望。”