作为自然界的一种本质属性,手性广泛存在于生命物质中。长久以来在诸如药理学、化学和材料学以及它们之间的交叉学科等领域,科学家们一直在致力于手性性质的理论研究和应用。赋予聚合物材料光学活性,可以生成一些非手性聚合物所不具备的特殊性质,包括：1)手性识别和手性开关,2)生物或化学传感,3)不对称催化反应以及4)圆偏振荧光等。二维气／液界面可以用于对称性的打破,将没有光学活性的小分子转变为具有光学活性的超分子组装体。而圆偏振光作为生命物质单一手性起源的重要因素之一,已经被用于不对称的光降解,光合成及光致异构等反应,从而合成出具有光学活性的有机小分子以及聚合物材料。聚二乙炔(PDA)是一种非常重要的共轭聚合物,其在电学与光学方面具有一些优异的性能,而将光学活性性质引入到聚二乙炔主链可以生成一些独特的性质并具有潜在的巨大应用价值。除了用于有机小分子的合成以外,硫醇-烯烃的click反应已经广泛应用于聚合物材料的制备与修饰上。我们首先通过共价键的方式将香豆素基团引入到聚二乙炔体系,合成了香豆素取代的一种新型二乙炔单体(CODA)。由于缺少手性中心,CODA的氯仿溶液是没有光学活性的。但是利用单体制成LB膜以后,在香豆素基团相应吸收谱的位置显示出明显的科顿效应。经过普通紫外光照,CODA的LB膜可以聚合成蓝相(PCODA)并且表现出可逆的热致变色,同时香豆素和聚二乙炔都在各自吸收光谱的位置分别表现出手性旋光性质。LB膜中香豆素基团的紧密螺旋堆积在聚二乙炔螺旋主链的生成过程中起到了重要作用,同时基团间强的分子间相互作用在聚二乙炔吸收和手性的可逆热致变化方面起到了决定性作用。通过香豆素的光二聚反应,单链的CODA单体可以转变为新型gemini型的DCODA单体。我们发现二聚反应可以增强聚二乙炔膜的热稳定性,使得PDCODA的初始变色温度和最大可逆变色温度均要比PCODA的大。然而DCODA由于空间位阻导致分子排列变得松散和无规,不利于聚二乙炔主链手性的生成。当前的工作对于聚二乙炔主链的颜色转变和手性形成的详细机理的理解具有重要意义。之后,我们通过非共价键的方法将C3分子TTB与二乙炔酸(DA)以1：3的摩尔比进行组装,制备出了一种盘状氢键复合物，其在38℃至60℃之间处于液晶相。利用圆偏振紫外光的辐照,我们分别比较了DA单体在晶相、液晶相和各向同性相下的聚合行为以及所得聚合物薄膜的手性性质。研究发现处于晶相时薄膜拓扑聚合速率较慢,并且由于TTB核间存在强的π-π堆积导致二乙炔基元的旋转受到限制,聚合后薄膜没有明显的手性信号。相反,薄膜处于液晶相时,圆偏振紫外光辐照能形成不对称的手性反应场,诱导DA单体选择性聚合形成特定的螺旋结构。具体来说,左旋的圆偏振紫外光可以诱导生成左手螺旋的聚二乙炔主链,而右旋的圆偏振光可以诱导出右手螺旋的聚二乙炔主链。另外在各向同性相,由于分子排列的无规导致拓扑聚合不能发生。这一工作不仅发明了一种高效选择性合成螺旋聚二乙炔链的新方法,同时对于在液晶相下制备螺旋聚合物的选择性聚合反应机理的理解具有重要的意义。另外,磁光效应由纵向传输的磁场引发,可以发生在任何媒介。它对于不同偏振态的圆偏振光具有大小不等的吸收系数,可以用于在磁场下进行的不对称化学反应过程,因而具有广阔的应用前景。然而与已知的圆偏振光技术相比,基于上述磁手性各向异性机理的光化学反应制备螺旋共轭聚合物的报道还很少。我们将上述同样的液晶相二乙炔氢键组装体置于磁场中,利用线偏振紫外光的辐照实现了二乙炔单体的选择性聚合。调节线偏振光的传播方向与磁场的相对取向,当二者平行时,生成的聚二乙炔具有左手螺旋的结构,而当二者方向反平行时,得到的是右手螺旋的聚二乙炔。同时我们还发现,增大磁场强度,聚二乙炔的手性信号随之线性增大,但是改变线偏振光的偏振状态,聚合物的手性信号不会发生改变。将手性聚合物薄膜分别置于L-和D-赖氨酸的水溶液中,发现不同螺旋方向的聚二乙炔的颜色变化差别很大,从而可以作为一种探针用于肉眼识别氨基酸的对映异构体。最后,虽然click反应一开始主要应用于有机小分子的合成,但是近年来已经被广泛用于聚合物材料的合成与修饰,成为超分子科学的一部分。我们合成了一种含双键的五元环硫内酯,通过氨基开环得到了一端为巯基另一端为C=C双键的外消旋单体。在普通紫外光(313 nm)辐照下,所得聚合物是没有光学活性的。在不添加任何催化剂或手性掺杂剂的条件下,我们直接使用313 nm的圆偏振紫外光辐照,却制备出了具有手性结构的线型聚合物,发现圆偏振紫外光的偏振方向决定了最终线型聚合物的手性方向。另外,改用550 nm的圆偏振可见光,结合普通紫外光一起辐照click聚合反应,发现结果与前面截然相反。左旋的圆偏振可见光诱导合成出了右旋的聚合物,而右旋的圆偏振可见光诱导合成出了左旋的聚合物。我们探索了圆偏振光的偏振态和波长对于聚合物手性大小和方向的影响,对于人们更好地理解圆偏振光诱导生命体的单一手性具有重要意义。