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Angew. Chem. :用于時空模式調控和全方位信息加密的多響應功能性AIE分子2023-05-19
有機智能發光材料的開發和理論建設,是促進未來信息傳感、響應、反饋和識別等智能高技術發展的重要助力。其中,生物界中多種動植物(如變色龍、烏賊)在應對外界刺激時表現出的巧妙的顏色調控技巧,在近年來成為研究者競相學習的對象,也促成了基于刺激響應材料的智能仿生體系的快速發展。

然而,目前報道的刺激發光材料多是單一響應的,限制了材料的應用范圍。為了實現多重響應,常需要構建多分子組合系統,還需要同時解決調控手段的多樣性和可控性、刺激響應光學信號變化的顯著性等難題以保障性能。因此,雖然開發單一發光分子來實現原位多色可控熒光變化具有重要意義,但目前仍然是極大的挑戰。近日,唐本忠院士團隊報道了一種新的AIE分子CPVCM。該分子能與伯胺發生快速的胺化反應并引發熒光的紅移,同時該分子還能通過紫外照射發生光重排反應和產生藍移的熒光信號,從而實現了單分子的原位多色熒光變化。一方面,由于CPVCM的胺化反應和光重排反應具備相同的反應位點,使得兩種反應具有明顯的互斥性而有利于顏色的精確調控。另一方面,胺化反應的可逆性和光重排反應的不可逆性,以及這兩種調控模式在時空上的相容性,使得光調控手段在分子變色調控中具備較高的優先等級,為調控痕跡的選擇性擦除提供了可能。因此,該分子不僅實現了基于單分子的原位多色熒光變化,還具備了多重調控手段。

 

 

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在此基礎上,研究者制作了CPVCM涂布的薄膜。由于光調控手段在分子變色調控中具備較高的優先等級,已發生過光重排的區域無法進行胺化。因此,研究者通過有序的調控熒光照射以及伯胺的熏蒸這兩個過程實現了多色光圖案的形成,并在時間及空間上對光圖案實現了調控。進一步,基于胺化反應的自發可逆性也制作了動態熒光變化的二維碼圖案。

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此外,利用胺化反應和光重排反應在調控模式上的不同,可以通過透明的高分子材料(如PMMA)來單方面調控胺化反應的程度。以不同比例的CPVCM與PMMA作為墨水,在信息的寫入、讀取上進行多重設計和調控,從而開發了基于CPVCM的多重加密體系。該體系可利用紫外照射完全擦除信息,并且可以在放置一段時間后會自動褪色而解除解密程序,從而可以有效防止信息泄露,實現了全方位的高安全性信息加密。

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總之,在該工作中,唐本忠院士團隊設計并合成了具有多重響應及良好可控性的新型AIE分子,通過單一分子在同一位點的不同刺激響應,實現了可調控的熒光多重變化,為構建信息加密系統提供了新的策略。

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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