Supramolecular Nanostructures of Chiral Perylene Diimides with Amplified Chirality for High-Performance Chiroptical Sensing,Advanced Materials

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Supramolecular Nanostructures of Chiral Perylene Diimides with Amplified Chirality for High-Performance Chiroptical Sensing
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2017-03-29 06:40:30 , DOI: 10.1002/adma.201605828
Xiaobo Shang ₁ , Inho Song ₁ , Hiroyoshi Ohtsu ₂ , Yoon Ho Lee ₁ , Tianming Zhao ₃ , Tatsuhiro Kojima ₄ , Ji Hyung Jung ₁ , Masaki Kawano ₂ , Joon Hak Oh ₁

Affiliation

Chiral supramolecular nanostructures with optoelectronic functions are expected to play a central role in many scientific and technological fields but their practical use remains in its infancy. Here, this paper reports photoconductive chiral organic semiconductors (OSCs) based on perylene diimides with the highest electron mobility among the chiral OSCs and investigates the structure and optoelectronic properties of their homochiral and heterochiral supramolecular assemblies from bottom-up self-assembly. Owing to the well-ordered supramolecular packing, the homochiral nanomaterials exhibit superior charge transport with significantly higher photoresponsivity and dissymmetry factor compared with those of their thin film and monomeric equivalents, which enables highly selective detection of circularly polarized light, for the first time, in visible spectral range. Interestingly, the heterochiral nanostructures assembled from co-self-assembly of racemic mixtures show extraordinary chiral self-discrimination phenomenon, where opposite enantiomeric molecules are packed alternately into heterochiral architectures, leading to completely different optoelectrical performances. In addition, the crystal structures of homochiral and heterochiral nanostructures have first been studied by ab initio X-ray powder diffraction analysis. These findings give insights into the structure–chiroptical property relationships of chiral supramolecular self-assemblies and demonstrate the feasibility of supramolecular chirality for high-performance chiroptical sensing.

中文翻译：

手性Per二酰亚胺的超分子纳米结构，具有增强的手性，可实现高性能的手性感应

具有光电功能的手性超分子纳米结构有望在许多科学和技术领域中发挥核心作用，但它们的实际应用仍处于起步阶段。在此，本文报道了基于手性OSC中具有最高电子迁移率的per二酰亚胺的光电导手性有机半导体（OSC），并从下至上自组装研究了它们的同手性和杂手性超分子组装体的结构和光电性能。由于有序的超分子堆积，与手性薄膜和单体等效物相比，同质手性纳米材料表现出优异的电荷传输和显着更高的光响应性和非对称性，这使得圆偏振光首次具有高度的选择性，在可见光谱范围内。有趣的是，由外消旋混合物的共自组装组装而成的异手性纳米结构表现出非同寻常的手性自歧视现象，其中相反的对映体分子交替堆积在异手性结构中，从而导致完全不同的光电性能。此外，首先通过从头开始的X射线粉末衍射分析研究了同手性和异手性纳米结构的晶体结构。这些发现为手性超分子自组装的结构-手性性质关系提供了见识，并证明了超分子手性用于高性能手性传感的可行性。由外消旋混合物的共自组装组装而成的异手性纳米结构表现出非同寻常的手性自歧视现象，其中相反的对映体分子交替堆积在杂手性结构中，从而导致完全不同的光电性能。另外，首先通过从头开始的X射线粉末衍射分析研究了同手性和异手性纳米结构的晶体结构。这些发现为手性超分子自组装的结构-手性性质关系提供了见识，并证明了超分子手性用于高性能手性传感的可行性。由外消旋混合物的共自组装组装而成的异手性纳米结构表现出非同寻常的手性自歧视现象，其中相反的对映体分子交替堆积在异手性结构中，从而导致完全不同的光电性能。另外，首先通过从头开始的X射线粉末衍射分析研究了同手性和异手性纳米结构的晶体结构。这些发现为手性超分子自组装的结构-手性性质关系提供了见识，并证明了超分子手性用于高性能手性传感的可行性。导致完全不同的光电性能。另外，首先通过从头开始的X射线粉末衍射分析研究了同手性和异手性纳米结构的晶体结构。这些发现为手性超分子自组装的结构-手性性质关系提供了见识，并证明了超分子手性用于高性能手性传感的可行性。导致完全不同的光电性能。另外，首先通过从头开始的X射线粉末衍射分析研究了同手性和异手性纳米结构的晶体结构。这些发现为手性超分子自组装的结构-手性性质关系提供了见识，并证明了超分子手性用于高性能手性传感的可行性。

更新日期：2017-06-02

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