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自然界的生物會(huì)在外界刺激下表現(xiàn)出多種響應(yīng)行為，人們受此啟發(fā)也創(chuàng)造出了種類(lèi)繁多的刺激響應(yīng)智能材料，并將其應(yīng)用于信息存儲(chǔ)、智能傳感以及生物技術(shù)等眾多領(lǐng)域。得益于光對(duì)材料結(jié)構(gòu)無(wú)損傷、可遠(yuǎn)程操控及空間分辨率高等特點(diǎn)，光響應(yīng)型材料受到了廣泛的關(guān)注。

光致熒光響應(yīng)信號(hào)具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、實(shí)時(shí)可視化等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。然而，傳統(tǒng)的有機(jī)熒光分子在聚集狀態(tài)下存在熒光猝滅的問(wèn)題，大大限制了材料的應(yīng)用場(chǎng)景。與此相反，具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）效應(yīng)的分子從本質(zhì)上解決了聚集態(tài)下熒光猝滅的問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)聚集狀態(tài)下的高效發(fā)光。但是，大多的AIE分子由四苯乙烯或三苯胺基元構(gòu)成，較難實(shí)現(xiàn)光響應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化，而具有這一特性的AIE分子也鮮有被報(bào)道。因此，開(kāi)發(fā)同時(shí)具有AIE效應(yīng)及光致熒光響應(yīng)的材料具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。

近日，香港科技大學(xué)/浙江大學(xué)唐本忠院士和張浩可副研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合丹麥哥本哈根大學(xué)Mogens Br?ndsted Nielsen教授課題組，對(duì)一系列二氫薁（Dihydroazulene）衍生物的AIE性質(zhì)及光致熒光響應(yīng)性進(jìn)行了詳細(xì)研究，并提出了一種具有多重特征的信息加密系統(tǒng)。

作者首先通過(guò)光物理性能表征、晶體結(jié)構(gòu)分析及詳細(xì)的理論計(jì)算，證明了這一系列分子的AIE特性。聚集體狀態(tài)下對(duì)二氫薁基元振動(dòng)和取代基轉(zhuǎn)動(dòng)的限制是實(shí)現(xiàn)這類(lèi)分子AIE效應(yīng)的關(guān)鍵因素。隨后，作者證明了這類(lèi)分子具有由二氫薁基元開(kāi)環(huán)/閉環(huán)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變引起的光致熒光響應(yīng)特性，并且在多次可逆結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變后仍可保持穩(wěn)定的響應(yīng)性。此外，二氫薁閉環(huán)過(guò)程具有靈敏的溫度和時(shí)間響應(yīng)，證明了它們是潛在的溫度/時(shí)間分辨的刺激響應(yīng)材料。

基于此，作者巧妙地將二維碼、熒光圖案、微米級(jí)的細(xì)節(jié)特征以及時(shí)間/溫度分辨的變化結(jié)合起來(lái)，提出并設(shè)計(jì)了一種基于二氫薁衍生物的多重信息加密模塊。該模塊不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)溫度和時(shí)間響應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息的可控擦除和重復(fù)利用。

綜上所示，該研究不僅開(kāi)發(fā)了一種同時(shí)具有AIE和光致熒光響應(yīng)的動(dòng)態(tài)分子骨架，并且為發(fā)光材料在信息存儲(chǔ)和加密等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一種新的策略。