Science Advances報導西北工業大學黃維院士團隊在調控光致變色...

西工大新聞網4月22日電（東赫）近日，西北工業大學柔性電子研究院（柔性電子前沿科學中心）首席科學家黃維院士和南京郵電大學信息材料與納米技術研究院趙強教授團隊在實現光致變色材料響應行為方面取得了新進展，研究成果「通過不同抗衡離子按需調控光致變色響應行為用於安全列印」（On-demand regulation of photochromic behavior through various counterions for high-level security printing）於4月17日在國際頂級期刊Science Advances（科學·進展）在線發表，黃維院士和趙強教授為共同通訊作者，馬雲副教授為論文的第一作者。文章連結：https://advances.sciencemag.org/content/6/16/eaaz2386。

近年來，在外界刺激作用下光電性質會發生顯著變化的智能響應型光電材料吸引了大量的研究興趣。國內外科研人員相繼發展了一系列力致變色、光致變色、熱致變色、電致變色光功能材料。目前，它們已被成功應用於信息顯示、安全防偽、信息傳感、生物成像等各個不同光學與光電子領域中。其中，這類材料獨特的響應性質為開發新型光學信息存儲與加密以及光學防偽技術開闢了新途徑。現如今，黃維院士和趙強教授帶領的團隊在發展新型智能響應材料用於光學信息存儲與安全保護方面做出了一系列重要工作（Nat.Commun.2014,5,3601；Nat.Commun.2018,9,3；Matter2019,1,1644）。

光致變色分子已經成為先進光子應用的重要材料，包括螢光成像、智能透鏡、光學數據存儲和防偽，在這一領域的研究重點是發展新的光致變色分子，並有效調控這些材料的光致變色行為，以滿足不同光電應用的要求。目前，常規的調控光致變色材料響應行為策略是通過在分子中引入電子給體或受體取代基而實現。然而，製備的光致變色材料在相同的光照條件下通常具有恆定的顯色性和顯色速率。除此此外，光致變色行為的調節往往需要複雜的化學合成和繁瑣的純化過程，這使得光致變色行為的調節既不方便又效率低下。因此，實現對光致變色響應行為的簡便、快捷、高效的調控具有重要的科學意義。

針對該問題，團隊提出了利用抗衡離子調控光致變色響應行為的新策略。含螺內醯胺的染料顯示出光誘導的開環反應，導致吸收或光致發光性質發生顯著變化。由於這類分子中的開環異構體的穩定性極低，所以帶負電荷的氮原子會破壞開環形式的穩定性，基於此，該團隊將鋅離子與結晶紫內酯衍生物配位，通過誘導效應降低氮原子的負電荷密度，穩定開環異構體，改變對鋅（II）離子中心電荷密度有直接影響的抗衡離子，成功實現了光致變色響應速率的調控。因此，利用鋅（II）鹽水溶液作為墨水，將加密的信息列印在塗抹結晶紫內酯的安全紙上可記錄隱藏信息，當用紫外光持續照後，記錄的信息能夠清晰的顯現。關於結晶紫內酯與不同鋅鹽配位後會得到具有不同變色速率的光致變色材料，會以不同鋅（II）鹽水溶液作為墨水可以實現更高級別的安全列印，不同的光照時間會顯示出不同的信息，只有知道準確的光照時間才能獲取正確的信息。該項工作為實現智能響應型光電材料響應行為，能夠有效調控這一前沿科學問題提供了獨特的解決方案，有望為發展新型智能材料以及推動它們在信息保護以及光學防偽領域的實際應用方面做出一定貢獻。

（審稿：傅莉）