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  光開關(guān)熒光聚合物（PFPs）近年來在信息存儲、防偽、數(shù)據(jù)加密和邏輯門等方面得到了廣泛的應用。PFPs通常是將光開關(guān)熒光團結(jié)合到聚合物中制備得到，其表現(xiàn)出可逆的熒光切換、高開關(guān)比、高亮度、快速的光響應和出色的光循環(huán)等特性。然而，這些PFPs仍然需要使用高能且有害的紫外光來調(diào)控，這不僅會危害健康，同時也會破壞材料的結(jié)構(gòu)，降低抗疲勞性能。這些問題嚴重阻礙了光開關(guān)熒光材料的實際應用和發(fā)展。

  近年來，具有可見光響應的負光致變色體系受到人們的不斷關(guān)注�？梢姽忭憫呢摴庵伦兩肿泳哂辛己玫墓忾_關(guān)特性和光可逆性。但近期報道的可見光驅(qū)動的光開關(guān)熒光系統(tǒng)仍然是基于小分子或者溶液處理的分子聚集體，光穩(wěn)定性和光循環(huán)較差。由于功能位點少和可加工性差，它們的應用潛能較小。因此，構(gòu)建具有高光穩(wěn)定性和易于加工的可見光驅(qū)動的 PFPs 是非常有意義的。

  據(jù)此，湖南科技大學陳建教授和周智華教授聯(lián)合電子科技大學崔家喜教授等針對于目前光響應熒光材料存在的問題，開發(fā)了一種新型可見光開關(guān)熒光聚合物（VPFPs），用于光可擦寫圖案、光學防偽和信息加密應用。他們合成了一種具有負光致變色特性的新型可聚合螺吡喃單體（NSPMA）來實現(xiàn)可見光/熱誘導的可逆光開關(guān)熒光，并將其共價結(jié)合到聚丙烯酸甲酯（PMA）基質(zhì)中，使得制備的VPFPs具有優(yōu)異的成膜能力、光穩(wěn)定性和可加工性。在該體系中，NSPMA在穩(wěn)定開環(huán)態(tài)呈現(xiàn)紅色熒光，可見光（525 nm）可誘導其異構(gòu)化為無熒光且不穩(wěn)定的閉環(huán)態(tài)，這種不穩(wěn)定的閉環(huán)態(tài)可以自發(fā)地異構(gòu)化為穩(wěn)定的開環(huán)態(tài)，并且這個過程是可逆的。此外，聚合物基質(zhì)可以在一定濃度范圍內(nèi)顯著降低聚集誘導熒光猝滅（ACQ）效應。最終，制備的VPFPs具有高亮度、優(yōu)異的光可逆性和光穩(wěn)定性、工藝簡單、可加工性等性能�；谶@些良好的特性，VPFPs成功地應用于光可擦寫圖案、高級防偽和信息加密。文章以“Visible-Light-Driven Photoswitchable Fluorescent Polymers for Photorewritable Pattern, Anti-Counterfeiting, and Information Encryption”為題，在線發(fā)表在《Advanced Functional Materials》。

圖1. 設(shè)計策略。（A）在可見光照射和黑暗中的熒光可逆切換，以及NSPMA相應的光/熱誘導異構(gòu)化示意圖。（B）VPFPs在波長選擇性響應的信息加密模型；（C）防偽模型制備和響應示意圖。

圖4. NSPMA的開環(huán)態(tài)與閉環(huán)態(tài)的前線分子軌道圖以及從S₀到S₁態(tài)的空穴-電子密度分布圖。

圖5. VPFPs在信息加密上應用

  原文鏈接：Xiang Li¹ , Hong Wang¹ , Jian Chen*, Yong Tian, Chongchen Xiang, Wanqiang Liu, Zhihua Zhou*, Jiaxi Cui*, Xudong Chen. Visible-light-driven photoswitchable fluorescent polymers for photorewritable pattern, anti-counterfeiting and information encryption. Adv. Funct. Mater. 2023, 2303765.

https://doi.org/10.1002/adfm.202303765

通訊作者簡介：

  陳建，博士教授，博士研究生導師，湖南科技大學湘江學者，湖南省杰出青年科學基金獲得者，湖南省普通高校青年骨干教師，湖南省121創(chuàng)新人才，中國化學會高級會員。曾獲2021年湖南省自然科學二等獎和2011年獲全國優(yōu)秀博士學位論文提名獎等。近年來，先后共主持包括國家自然科學基金青年和面上項目等各類課題10余項等。以第一作者或通訊作者在Adv. Funct. Mater.、Mater. Horizons、Small、Macromolecules、Chem. Commun.等國內(nèi)外雜志上發(fā)表SCI論文70余篇，引用2000余次，H-index為29。目前申請發(fā)明專利30項，授權(quán)27項。