货币金属（Au, Ag, Cu）团簇因其多样的结构、可调的表面配体以及优异的性能而受到广泛关注。其中，铜簇因其低成本和强发光特性而尤为引人注目，但目前铜簇的发光性质仍较为单一，限制了其在生物成像、高级防伪和信息加密等领域的进一步应用。近日，江苏师范大学杨扬副教授、郑浩博士团队与山东大学孙頔教授课题组合作，报道了首例兼具圆偏振发光（CPL）和长余辉发光（LPL）的Cu8铜笼状团簇，相关成果在国际化学权威期刊Angew. Chem. Int. Ed. 上发表，郑浩、黎燕、展雯雯为共同第一作者，杨扬副教授、孙頔教授为通讯作者，我校为第一通讯单位。
图1：（左）[Cu8(TCPP)2(R-L2)6]·2BF4的晶体结构；（右上）R/S-Cu8-Cl的圆偏振发光光谱；
（右下）Cu8-Cl@PMMA的长余辉发光防伪图案。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
该研究工作针对以下难题：（1）多样性发光铜团簇在生物成像、高级防伪和信息加密等领域具有重要意义，但目前尚未报道兼具CPL和LPL的铜团簇，设计合成集成CPL和LPL性质的铜团簇具有挑战性。（2）已有大量有机小分子表现出LPL性质，CPL铜簇也有大量文献报道，如何通过有效的策略将两者融合到一个体系中并维持其原有性质也是一个难点。在该研究中，研究团队采用配体工程策略，逐步优化、替换配体，实现了从仅有简单橙色发光的Cu8-A到发射CPL的R/S-Cu8-H再到兼具CPL和LPL的R/S-Cu8-Cl的精准构筑。其中R/S-Cu8-Cl是首例展示CPL和LPL两种发光性质的铜簇。CPL来源于由手性炔配体引发的手性金属核心，而LPL归因于氯修饰的三苯基膦的固有性质，该性质在配位后依然保持。含Cu8簇的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）薄膜在室温下显示出最长达75.18毫秒的寿命，并且余辉时间超过1.5秒，标志着迄今为止分子基铜簇材料中记录到的最长发光寿命。此外，R/S-Cu8-Cl在激发依赖的发光和紫外光开关切换时的发光变化上表现出显著差异，突显了其在高级防伪应用中的潜力。该研究不仅呈现了新颖的笼状铜簇结构，还为设计多功能簇基材料提供了新的思路。
这是我校杨扬副教授课题组近年来继手性金簇结构转变调控光学活性（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 2384），氧离子诱导高核银铜团簇组装（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 12280），曲面多核手性笼簇用于手性检测（Nat. Commun. 2021, 12, 4079），近红外二区发光的铜超原子团簇构筑（J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 10355），团簇后修饰构筑簇上双笼用于双氧水检测（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202404798），高对称性诱导内源自组装实现低对称性笼簇构筑（Nat. Commun. 2024, 15, 5628）等研究之后，在多核分子领域的又一重要研究成果。
Integrating Circular Polarized Luminescence and Long Persistent Luminescence in Cu8 Cage-Like Clusters via Ligand Engineering, Hao Zheng#, Yan Li#, Wen-Wen Zhan#, Jie Zhou, Guanyi Wu, Chengkai Zhang, Di Sun*, Yang Yang*, Angew. Chem. Int. Ed., 2025, e202423787.
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202423787
作者简介：
杨扬(课题组主页：http://yangyanglab.net)，副教授，硕士生导师，江苏省优秀青年基金获得者。2011年和2016年在厦门大学分别取得理学学士和博士学位，导师王泉明教授。2019年8月至2021年3月，在剑桥大学先后开展访问学者、博士后研究，合作导师Jonathan Nitschke教授。近年来主持和完成国家自然科学基金面上项目（2项）、江苏省优秀青年基金等省部级以上项目5项，入选江苏省333高层次人才培养工程，以第一或通讯作者在Nat. Commun.（2篇）, J. Am. Chem. Soc.（3篇）以及Angew. Chem. Int. Ed.（3篇）等高水平学术期刊上发表研究论文二十余篇。
郑浩，理学博士，现任江苏师范大学讲师。2015年和2020年在厦门大学分别取得理学学士和博士学位，导师龙腊生教授。2021年4月至2023年3月，在中山大学开展博士后研究，合作导师潘梅教授。近年来主持中国博士后科学基金特别资助（站前）1项，主持江苏省高等学校基础科学（自然科学）研究面上项目1项，参与国家自然科学基金委员会重大研究计划项目1项，参与国家自然科学基金委员会面上项目1项，在Angew. Chem. Int. Ed. (2篇)和Inorg. Chem.等国内外学术期刊上发表SCI论文9篇。
展雯雯，教授，理学博士，硕士生导师。近年来主持和完成国家自然科学基金等项目3项，在Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Catal.和Small等国外知名学术期刊上发表SCI论文20余篇。
