Angew. Chem. : 氢键诱导的光致变色用于时间分辨信息加密和防伪

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近年来,高安全性的信息加密和防伪技术因其对信息的保护性和验证可靠性受到了广泛关注。为了实现这个目标,科学家们致力于开发各种各样的新型刺激响应型荧光材料用于信息加密和防伪,包括热响应、pH响应、离子响应和力响应荧光材料等,其中光开关荧光材料(PFMs)因其刺激手段的远程控制、样品无损性、高时空分辨率等备受关注。然而,现有的PFMs表现出恒定的光开关速率,仅仅显示固定的双态荧光,导致其在信息加密和防伪中的应用安全性较低。



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为了提高PFMs在信息加密和防伪的安全性,湖南科技大学陈建教授团队联合电子科技大学崔家喜教授提出了一种利用氢键相互作用来调控荧光开关速率用于时间分辨的信息加密和防伪的新策略。利用萘酰亚胺荧光团和负光致变色螺吡喃(NSP)构建荧光共振能量转移(FRET)体系,结合NSP和多重氢键单元(UPy)相互作用,可以实现NSP光致异构化速率的按需调控。此外,该聚合物具备可见光触发、优异的光稳定性、光可逆性和可加工性等特性,使其在荧光动态防伪标签和多层次信息加密模式中具有广泛的应用潜力。

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该团队通过一系列实验验证了这一策略的有效性。通过控制UPy的含量以调控UPy和开环态NSP之间的氢键相互作用,即随着UPy含量的增加,NSP的光异构化速率减小,导致荧光颜色从红色更慢地转变到绿色,表现出明显的时间分辨荧光开关特性。当NSP处于闭环态时,其与UPy的氢键相互作用消失,可以在黑暗中自动回复到形成氢键相互作用的初始态。随后,该团队利用核磁和荧光光谱,结合理论计算确认了UPy与NSP之间的氢键。

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最终,结合时间分辨的光开关荧光性和优良的光开关荧光性能,该团队证明了该策略在高安全性防伪和信息加密领域中的应用。该研究为开发新型智能响应聚合物材料提供了新的思路和方法,并在信息加密和防伪领域展示了广阔的应用前景。

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文信息

Hydrogen Bond-Associated Photofluorochromism for Time-Resolved Information Encryption and Anti-counterfeiting

Yuqian Xie, Dr. Xiaomei Zhao, Dr. Hong Wang, Yong Tian, Chunyang Liu, Jingmei Wu, Prof. Jiaxi Cui, Prof. Zhihua Zhou, Prof. Jian Chen, Prof. Xudong Chen

湖南科技大学化学化工学院的王宏博士和陈建教授、电子科技大学基础与前沿研究院崔家喜教授为该论文的通讯作者,湖南科技大学为第一完成单位,硕士研究生谢雨倩和赵小妹博士为共同第一作者。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202414846


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