现代手机、电脑、电视屏幕富含高能短波蓝光使得视觉疲劳、干眼、近视风险增加。此外，这些电子产品主要输出线偏振光，长时间观看易引发眩晕与不适。因此，理想的下一代护眼显示应同时满足低蓝光甚至零蓝光输出以及圆偏振光输出（更符合人眼视觉习惯）。然而现实中，低蓝光材料通常不具备圆偏振特性；而圆偏振发光材料又普遍存在发光不对称因子低（g_lum通常仅为 10^-3–10^-1）、需要手性拆分、成本高、效率低等难题。因此，如何在低成本条件下，实现“高g_lum值+ 宽光谱 + 圆偏振 + 低蓝光”的统一，成为关键挑战。

图1 分子结构式与不同模式产生圆偏振光示意

  近期，中科院化学所分子识别与功能重点实验室陈传峰研究员团队将目光投向胆甾相液晶（图1）。这类材料具有独特的选择性反射机制：与液晶螺旋结构同手性的圆偏振光会被反射，反手性圆偏振光则透过材料。因此，非偏振光在通过材料后可直接转化为高纯度圆偏振光，g_lum值甚至能够逼近理论极限。

  2026年3月22日，该工作以“Broadband Reflective Cholesteric Liquid Crystals for Low-Blue Circularly Polarized Light Generation in the Visible Region”为题发表在《Adv. Mater.》上（Adv. Mater., 2026, 10.1002/adma.72890）。文章的第一作者是中国科学院化学研究所博士研究生纪明君。该研究得到了中华人民共和国科学技术部和国家自然科学基金委的基金支持。

图2 材料的透射光谱、CD光谱及不同波长光透过材料产生圆偏振光的g_lum值

  在分子设计方面，团队从廉价生物质胆固醇出发，经过简洁高效的四步反应合成手性液晶单体Y1。该路线无需手性拆分，具备良好的规模化潜力。随后，Y1与非手性液晶单体M1以及助剂Z1共组装，并通过无引发剂光聚合，构建出固态胆甾相液晶材料YMZ-5柔性薄膜。该材料实现了三项关键突破。第一，宽带反射与蓝光选择性。YMZ-5的反射带覆盖510–700 nm（绿光至红光区域），而蓝光区域（400–500 nm）几乎完全透过（图2），相当于材料本身自带低蓝光过滤功能，无需额外滤光层。第二，超高圆偏振转换效率。在透射模式下，510–700 nm 非偏振光可被高效转化为右旋圆偏振光，|g_lum|值均超过1.6，峰值可达2.0，接近纯圆偏振光水平（图2）。第三，单一材料实现多色圆偏振发光。传统方案中，不同发光颜色往往需要不同反射波段的液晶材料匹配。该工作实现了不同零蓝光染料水溶液与同一YMZ-5薄膜组合，全部转化为高g_lum圆偏振发光，真正实现“单一CLC，多色CPL”（图3）。更有趣的是，在反射模式下，YMZ-5可将自然环境光直接转化为低蓝光左旋圆偏振光，并呈现背景依赖的可视效果：白色背景下呈蓝色外观，黑色背景下呈现红绿结构色。配合不同手性的圆偏振片，可实现显示与“隐身”切换（图4）。基于这种偏振与背景耦合的光学响应，研究团队进一步构建了分子逻辑门与摩斯密码加密系统，实现了材料在光学信息处理与防伪功能中的应用。

图3 单一CLC、多色CPL的实现

图4 不同背景、不同滤光片下液晶的表观颜色与光路及逻辑门和信息加密应用

  在应用层面，团队提出了一种环境光驱动的反射式圆偏振电子纸显示概念（图5）：无需背光源即可显示，大幅降低蓝光伤害；输出圆偏振光，缓解视觉疲劳；反射式工作机制带来极低功耗。该策略为护眼显示、电子纸阅读及长时视觉交互设备提供了新的材料解决方案。从材料设计角度看，这项工作在多个关键维度实现协同突破：宽光谱CPL、超高g_lum值、低蓝光选择性、无需手性拆分、无引发剂固化、单材料多色适配以及柔性可加工薄膜形态，在性能、成本与工艺可行性之间取得了很好的平衡。

图5 环境光驱动的反射式零蓝圆偏振电子纸显示概念示意

该工作是陈传峰研究员团队近期关于实现高不对称因子圆偏振光产生的反射式液晶研究的最新进展之一。在过去的一年中，该团队首先基于SLC1717和R/S-5011构建了一系列胆甾相液晶材料并实现了非手性发光分子溶液体系产生高偏振纯度（g_lum值可达2.0）圆偏振光（Nat. Commun., 2025, 16, 2940）。同年，同样基于SLC1717和R/S-5011构建的液晶体系实现了对单分子白光CP-OLED器件的g_lum值放大到1.85与1.88（Angew. Chem. Int. Ed., 2025, 64, e202424918）。同样在今年，该团队将5CB和R/S-5011进行掺杂制备了系列胆甾相液晶，并通过与非手性OLED器件复合构建了一系列具有高综合性能（g_lum达到1.9，EQE达到26.9%，Q因子达到0.48）的电致发光体系（Sci. China Mater., 2026, 10.1007/s40843-025-3957-y）。

原文链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.72890