刺激響應(yīng)晶體材料因其在致動(dòng)器、可重復(fù)光學(xué)打印和信息安全領(lǐng)域的潛在應(yīng)用而備受關(guān)注。晶體工程在不改變模型分子的情況下，促進(jìn)了有機(jī)晶體材料的性質(zhì)調(diào)節(jié)，為多刺激響應(yīng)晶體材料的發(fā)展提供了更多可能性。酰基腙衍生物是一類可發(fā)生 E→Z 光異構(gòu)化和 Z→E 熱異構(gòu)化的材料，目前對(duì)于酰腙衍生物晶體材料的研究依舊存在以下問(wèn)題：(1) 酰腙在不同溫度下的熱異構(gòu)化機(jī)制和速率需深入探討；(2) 酰腙在晶體中發(fā)生光異構(gòu)化的條件值得挖掘；(3) 通過(guò)多晶型調(diào)控酰腙晶體的響應(yīng)特性的研究有待深化，這將有助于進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。
圖1. 摘要圖 針對(duì)上述問(wèn)題，天津大學(xué)國(guó)家工業(yè)結(jié)晶工程技術(shù)研究中心謝闖副研究員課題組通過(guò)引入雜環(huán)基團(tuán)制備了一種新的酰腙衍生物BFMP，并得到了其三種多晶型。form-1通過(guò) E→Z光異構(gòu)化實(shí)現(xiàn)了光機(jī)械響應(yīng)、光致變色和熒光衰減。更為重要的是，結(jié)合紫外線輻照后form-1的DSC和熱臺(tái)顯微鏡實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定了兩種類型的Z→E熱異構(gòu)化過(guò)程，即固-固轉(zhuǎn)變和固-熔-固轉(zhuǎn)變。固-熔-固轉(zhuǎn)變機(jī)制由于降低了晶格約束，其熱異構(gòu)化速度更快。不同的是，form-2和form-3并未表現(xiàn)出E→Z光異構(gòu)化。對(duì)-C=N-反應(yīng)腔的計(jì)算表明，反應(yīng)腔體積可能不是影響固態(tài)E→Z光異構(gòu)化的唯一因素。同時(shí)，通過(guò)機(jī)械研磨可實(shí)現(xiàn)從form-2 到form-3的轉(zhuǎn)變，并伴有顯著的熒光衰減。相似的晶胞參數(shù)和分子堆積為這種研磨轉(zhuǎn)晶行為提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，熒光衰減則歸因于分子構(gòu)象的扭曲?？少|(zhì)子化的吡啶基團(tuán)提供了BFMP 的酸性變色特性。最后，以form-1為平臺(tái)，結(jié)合光致變色和酸致變色特性，展示了其在信息加密領(lǐng)域的應(yīng)用。 圖2. (a)信息加密系統(tǒng)示意圖和(b)實(shí)驗(yàn)演示 這項(xiàng)綜合研究實(shí)現(xiàn)了酰腙衍生物的多刺激響應(yīng)，并通過(guò)多晶型實(shí)現(xiàn)了不同刺激響應(yīng)行為。它還為酰腙衍生物Z→E熱異構(gòu)化的溫度選擇提供了有價(jià)值的參考，拓展了酰腙衍生物在信息加密場(chǎng)景的潛在應(yīng)用。 論文信息 Photo/Mechanical/Acidic Multi-Stimuli Responses and Information Encryption Design of Acylhydrazone Derivative Yang Ye, Dechen Wang, Yaru Zhang, Xiaomeng Zhou, Haowen Du, Sen Yang, Prof. Ying Bao, Prof. Hongxun Hao, Dr. Chuang Xie 文章第一作者為博士研究生葉陽(yáng)，通訊作者為謝闖副研究員。 Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202401171
