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Angew. Chem. :用于时空模式调控和全方位信息加密的多响应功能性AIE分子


有机智能发光材料的开发和理论建设,是促进未来信息传感、响应、反馈和识别等智能高技术发展的重要助力。其中,生物界中多种动植物(如变色龙、乌贼)在应对外界刺激时表现出的巧妙的颜色调控技巧,在近年来成为研究者竞相学习的对象,也促成了基于刺激响应材料的智能仿生体系的快速发展。


然而,目前报道的刺激发光材料多是单一响应的,限制了材料的应用范围。为了实现多重响应,常需要构建多分子组合系统,还需要同时解决调控手段的多样性和可控性、刺激响应光学信号变化的显著性等难题以保障性能。因此,虽然开发单一发光分子来实现原位多色可控荧光变化具有重要意义,但目前仍然是极大的挑战。近日,唐本忠院士团队报道了一种新的AIE分子CPVCM。该分子能与伯胺发生快速的胺化反应并引发荧光的红移,同时该分子还能通过紫外照射发生光重排反应和产生蓝移的荧光信号,从而实现了单分子的原位多色荧光变化。一方面,由于CPVCM的胺化反应和光重排反应具备相同的反应位点,使得两种反应具有明显的互斥性而有利于颜色的精确调控。另一方面,胺化反应的可逆性和光重排反应的不可逆性,以及这两种调控模式在时空上的相容性,使得光调控手段在分子变色调控中具备较高的优先等级,为调控痕迹的选择性擦除提供了可能。因此,该分子不仅实现了基于单分子的原位多色荧光变化,还具备了多重调控手段。







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在此基础上,研究者制作了CPVCM涂布的薄膜。由于光调控手段在分子变色调控中具备较高的优先等级,已发生过光重排的区域无法进行胺化。因此,研究者通过有序的调控荧光照射以及伯胺的熏蒸这两个过程实现了多色光图案的形成,并在时间及空间上对光图案实现了调控。进一步,基于胺化反应的自发可逆性也制作了动态荧光变化的二维码图案。

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此外,利用胺化反应和光重排反应在调控模式上的不同,可以通过透明的高分子材料(如PMMA)来单方面调控胺化反应的程度。以不同比例的CPVCM与PMMA作为墨水,在信息的写入、读取上进行多重设计和调控,从而开发了基于CPVCM的多重加密体系。该体系可利用紫外照射完全擦除信息,并且可以在放置一段时间后会自动褪色而解除解密程序,从而可以有效防止信息泄露,实现了全方位的高安全性信息加密。

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总之,在该工作中,唐本忠院士团队设计并合成了具有多重响应及良好可控性的新型AIE分子,通过单一分子在同一位点的不同刺激响应,实现了可调控的荧光多重变化,为构建信息加密系统提供了新的策略。

文信息

A Multiresponsive Functional AIEgen for Spatiotemporal Pattern Control and All-round Information Encryption

Xinyuan He, Jianyu Zhang, Xinyue Liu, Zhuwei Jin, Dr. Jacky W. Y. Lam, Prof. Ben Zhong Tang


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202300353






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