湖南科大陈建教授/电子科大崔家喜教授等《Adv. Opt . Mater.》：在可逆光开关三态荧光聚合物方面取得新进展

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最近，湖南科技大学陈建教授课题组联合电子科技大学崔家喜教授等在可逆光开关三态荧光聚合物方面取得新进展，实现了光开关三态荧光聚合物在可擦写的多层信息加密防伪领域的应用，丰富了光学信息加密的设计策略，相关成果以标题为“Reversibly Photoswitchable Tristate Fluorescence within a Single Polymeric Nanoparticle” 发表在Advanced Optical Materials。湘潭大学-湖南科技大学联合培养硕士余茂林（已毕业，武汉大学博士研究生）、湖南科技大学张培盛副教授，以及湘潭大学-湖南科技大学联合培养硕士刘乐（已毕业）为论文共同第一作者，文章的通讯作者为湖南科技大学陈建教授和电子科技大学崔家喜教授，此研究工作开展还得到了武汉大学杨楚罗教授的指导与帮助，以及国家自然科学基金（Nos. 51773056, 51373002, 51973023）和湖南省杰出青年科学基金（2021JJ10029）等的资助支持。

图1. 可逆光开关三态荧光聚合物纳米粒子的机理图

作者采用了基于荧光染料萘酰亚胺-螺吡喃（PDI-SP）和双光致变色化合物螺吡喃衍生物（SPMA）和二芳基乙烯衍生物（DTEo-1）的纳米粒子构建可逆光开关三态荧光聚合物纳米粒子（TS-PFPNs），采用优化好的给受体比例和聚合物单体类型，在不同外界光刺激下利用二次串联的荧光共振能量转移（FRET）机理，实现了聚合物从绿色荧光、红色荧光到暗态之间的相互转变。

图2. TS-PFPNs在溶液和薄膜状态下的光开关性质

作者首先对合成的TS-PFPNs进行了光物理性质的表征。如图2所示，TS-PFPNs在365 nm紫外光的刺激下PDI激发态的能量传递给开环态（MC）的SPMA，实现了由绿光到红光的转变；接着在254 nm紫外光的照射下，开环态（MC）的SPMA又能被闭环态的二芳基乙烯（DTEc-1）猝灭；通过可见光（525 nm）作用后，聚合物又能恢复绿色荧光，实现了在不同外界光刺激下三种荧光状态之间的相互转变。

图3. TS-PFPNs在多层图案防伪的应用

图4. TS-PFPNs在多层信息加密的应用

利用TS-PFPNs的优良的光开关多态荧光性能，作者将其成功地应用在多层图案防伪（图3）、高密度信息存储以及多重光学信息加密（图4）等领域中，为光学信息加密与防伪提供了新的思路。

论文信息：

Reversibly Photoswitchable Tristate Fluorescence within a Single Polymeric Nanoparticle

Maolin Yu, Peisheng Zhang, Le Liu, Han Wang, Hong Wang, Chonghua Zhang, Yong Gao,

Chuluo Yang, Jiaxi Cui* and Jian Chen*

Advanced Optical Materials

DOI: 10.1002/adom.202101227

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.202101227

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