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  光開(kāi)關(guān)熒光聚合物通常是將光開(kāi)關(guān)熒光團(tuán)結(jié)合到聚合物中制備得到，憑借其表現(xiàn)出可逆的熒光切換、高開(kāi)關(guān)比、高亮度、快速的光響應(yīng)和出色的光開(kāi)關(guān)循環(huán)等特性以及光觸發(fā)機(jī)制顯示出遠(yuǎn)程和非接觸控制等的優(yōu)勢(shì)，在信息存儲(chǔ)、防偽、數(shù)據(jù)加密和邏輯門(mén)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

  目前開(kāi)發(fā)出的眾多光開(kāi)關(guān)熒光聚合物體系，主要分為納米粒子、薄膜、水凝膠等。然而，納米顆粒由于其獨(dú)立的納米結(jié)構(gòu)而具有較差的力學(xué)性能，在制備得到納米粒子后，需要結(jié)合到聚合物基質(zhì)中才能制成器件使用，這無(wú)疑增加了材料制備的難度。而薄膜和水凝膠雖然可以形成固體器件，但是在苛刻的水下環(huán)境中大多存在著穩(wěn)定性較差，抗污能力弱、自愈效率低等問(wèn)題。這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了水下光開(kāi)關(guān)超分子熒光聚合物的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展。

  據(jù)此，湖南科技大學(xué)陳建教授聯(lián)合電子科技大學(xué)崔家喜教授等針對(duì)于目前基于光響應(yīng)熒光材料難以在苛刻的水下環(huán)境中應(yīng)用的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種用于水下防偽的高彈性自愈光開(kāi)關(guān)超分子熒光聚合物(PSFPs)，用于制備水下防偽標(biāo)簽和信息加密應(yīng)用。首先，PSFPs在經(jīng)過(guò)不同波長(zhǎng)的紫外光交替照射可實(shí)現(xiàn)多態(tài)熒光變化。具體表現(xiàn)為PSFPs在起始狀態(tài)下是無(wú)熒光的狀態(tài)，當(dāng)用254 nm紫外光和460 nm可見(jiàn)光的交替照射，聚合物膜可實(shí)現(xiàn)無(wú)熒光和紅色熒光之間的可逆切換；當(dāng)用254 nm紫外光配合525 nm可見(jiàn)光照射，聚合物膜從無(wú)熒光狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色熒光狀態(tài)，接著用460 nm可見(jiàn)光照射，則會(huì)回復(fù)至起始的無(wú)熒光狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無(wú)熒光和綠色熒光之間的可逆切換；當(dāng)處于紅色或綠色熒光狀態(tài)時(shí)，利用365 nm紫外光以及525 nm可見(jiàn)光交替照射，則可實(shí)現(xiàn)紅、綠色熒光的可逆切換。其次，由于聚合物基質(zhì)中含有大量的氟原子，使得聚合物體系中含有典型的超分子作用（偶極與偶極相互作用），這賦予該聚合物高彈性（可拉伸至原長(zhǎng)的15.5倍）和高的自修復(fù)效率（79.8%）。同時(shí)由于氟的高電負(fù)性和C-F鍵的強(qiáng)靜電性質(zhì)使有機(jī)氟成為較差的氫鍵受體，因此，C-F鍵不會(huì)與水分子發(fā)生相互作用，材料顯現(xiàn)出明顯的疏水特性（接觸角>115°），將其放置在極端的水下環(huán)境（強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高濃度鹽水）中，也不會(huì)發(fā)生機(jī)械和光學(xué)衰變。此外PSFPs對(duì)多種材質(zhì)基底具有優(yōu)異的粘附性能。這些特點(diǎn)使得PSFPs可應(yīng)用于水下信息加密和防偽標(biāo)簽的制備。最后，作者將具有優(yōu)異的循環(huán)性能的光開(kāi)關(guān)分子與具有水下自愈性能的含氟聚合物有機(jī)結(jié)合，制備了可在水下進(jìn)行防偽以及信息加密的光開(kāi)關(guān)超分子熒光聚合物PSFPs。作者制備出帶有加密信息的矩形塊以及防偽標(biāo)簽功能的商品標(biāo)簽（人工蝴蝶魚(yú)以及潛水鏡標(biāo)簽）來(lái)顯示其應(yīng)用功能。 

圖5. 防偽標(biāo)簽應(yīng)用設(shè)計(jì)模型及光學(xué)照片

  原文鏈接：Haitao Deng¹, Hong Wang¹, Yong Tian, Zhong Lin, Jiaxi Cui*, Jian Chen*

Highly stretchable and self-healing photoswitchable supramolecular fluorescent polymers for underwater anti-counterfeiting. 《Mater. Horiz.》.

  https://doi.org/10.1039/D3MH01239E

通訊作者簡(jiǎn)介：

  陳建，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師，湖南科技大學(xué)湘江學(xué)者，湖南省杰出青年科學(xué)基金獲得者，湖南省普通高校青年骨干教師，湖南省121創(chuàng)新人才，中國(guó)化學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員。曾獲2021年湖南省自然科學(xué)二等獎(jiǎng)和2011年獲全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名獎(jiǎng)等。近年來(lái)，先后共主持包括國(guó)家自然科學(xué)基金青年和面上項(xiàng)目等各類(lèi)課題10余項(xiàng)等。以第一作者或通訊作者在Adv. Funct. Mater.、Mater. Horiz.、Macromolecules、Chem. Commun.等國(guó)內(nèi)外雜志上發(fā)表SCI論文70余篇，引用2000余次，H-index為31。目前申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利30項(xiàng)，授權(quán)27項(xiàng)。