動(dòng)態(tài)光致變色長(zhǎng)壽命室溫磷光材料是一類兼具結(jié)構(gòu)色變化與發(fā)光特性可調(diào)（強(qiáng)度、壽命及顏色）的智能光學(xué)材料，在高級(jí)防偽、信息加密、傳感等領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛能。然而，如何將光致變色和長(zhǎng)壽命室溫磷光功能有效整合到單一聚合物體系，以構(gòu)筑出多色可調(diào)的高性能的動(dòng)態(tài)光致變色長(zhǎng)壽命室溫磷光聚合物，仍面臨巨大挑戰(zhàn)。我們研究團(tuán)隊(duì)策略性地將具有可調(diào)控分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）能力的非線性吡啶鎓單元嵌入剛性聚乙烯醇（PVA）基質(zhì)中，成功地開(kāi)發(fā)了多色可調(diào)的動(dòng)態(tài)光致變色長(zhǎng)壽命室溫磷光聚合物。
圖1 多功能吡啶鎓單元結(jié)構(gòu)圖及其摻雜聚合物膜應(yīng)用圖
結(jié)合多種光譜分析表明，這類多功能吡啶鎓單元受光激發(fā)，誘導(dǎo)ICT驅(qū)動(dòng)的電荷分離，可形成具有不同能量的長(zhǎng)壽命三線態(tài)電荷轉(zhuǎn)移（CT）態(tài)，從而可實(shí)現(xiàn)多色長(zhǎng)壽命室溫磷光發(fā)射。PVA基質(zhì)不僅穩(wěn)定了這些三線態(tài)CT態(tài)，還促進(jìn)了CT介導(dǎo)的從羥基到吡啶鎓受體的電子轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生具有可逆光致變色行為的穩(wěn)定自由基。此外，通過(guò)硼酸交聯(lián)吡啶鎓摻雜的PVA網(wǎng)絡(luò)，所構(gòu)筑的聚合物體系在保持高對(duì)比度可逆光致變色行為的同時(shí)，將磷光壽命（提升至0.96秒）與量子效率（提高至27.8%）明顯提升。這類多功能聚合物薄膜在多重防偽、可重寫(xiě)圖案化以及高安全性信息加密領(lǐng)域展現(xiàn)出了一定的應(yīng)用潛力（圖1）。相關(guān)成果，以“Engineering Color-Tunable Photochromic Ultra-Long Room Temperature Phosphorescence Polymer Films by Regulating Intramolecular Charge Transfer of Nonlinear Pyridinium Units” 為題，發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊Advanced Functional Materials (2025, DOI: 10.1002/adfm.202521242)上。
本研究不僅為開(kāi)發(fā)多刺激響應(yīng)型的光致變色長(zhǎng)壽命磷光聚合物提供了可靠的設(shè)計(jì)策略，還為構(gòu)筑新型智能光學(xué)材料奠定了基礎(chǔ)。該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省科技廳青年基金項(xiàng)目、江蘇省高等教育自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1002/adfm.202521242
