光开关荧光团聚物材料一般是由光致变色分子和团聚物基质构成，具有屡次可逆的光开关性能，在信息存储、防伪和加密、光学传感器、生物成像以及逻辑门等领域有着渊博的应用远景。

湖南科技大学陈建西宾团队连年来一直力争于开辟新式光开关荧光团聚物材料，构建了一系列光开关多色/多态荧光团聚物体系，并将其应用到生物成像、信息加密、防伪、指纹成像、骄气器件等。举例：（1）在单粒子中完了多色荧光的可逆调控（J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 9897-9902; Adv. Opt. Mater., 2021, 9, 2101227; Dyes. Pigments, 2022, 205, 110588）；（2）构建光开关红色荧光团聚物纳米粒子并用于加密、防伪以及生物成像应用（J. Mater. Chem. C, 2019, 7, 11515-11521）；（3）基于超分子作用劲构建光开关多态荧光团聚物的信息加密用具箱（Sci. China Mater., 2023, 66, 1949-1958.）和多态光开关荧光团聚物用于防伪和信息加密（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2023, 15, 1, 2237-2245）。相关词，这些光开关荧光团聚物体系均是基于紫外光来调控荧光开关，紫外光的使用不仅会导致潜在的健康危害，也会加快材料的老化。这些问题制约着光开关荧光材料的本色应用和发展。

据此，湖南科技大学陈建西宾和周智华西宾聚首电子科技大学崔家喜西宾等针关于当今基于紫外光刺激的光反应荧光材料存在的问题，开辟了一种新式可见光开关荧光团聚物（VPFPs）。他们领先制备了一种不错完了可见光调控的光开关荧光分子，即可团聚的负光致变色螺吡喃单体（NSPMA）。该光开关分子在平常现象下是踏实的开环态离子型结构，具有红色荧光辐射，期骗可见光刺激后，不错更动为不踏实的无荧光闭环结构。这种不踏实结构在热交流下不错自愿地更动为踏实且具有荧光的开环态离子型结构。这种经过是可逆的。诚然这种小分子具有优良的光开关特色，然则由于分子荟萃引起的荟萃交流荧光猝灭（ACQ）效应和径直斗殴空气导致的光氧化等问题仍然落魄其应用到防伪和加密。为此，将其共价归并到聚丙烯酸甲酯（PMA）基质中。团聚物基质的存在不仅不错在一定浓度领域内显耀缩短ACQ效应，也不错为封装在里面的关开关分子提供保护（幸免其光氧化）。进一步归并团聚物自己所具有的加工能力，使得制备的VPFPs具有高亮度、优异的光可逆性和光踏实性、工艺轻便、可加工性等性能。基于这些精良的特色，VPFPs告捷地应用于光可擦写图案、高级防伪和信息加密。著述以“Visible-Light-Driven Photoswitchable Fluorescent Polymers for Photorewritable Pattern, Anti-Counterfeiting, and Information Encryption”为题，在线发表在《Advanced Functional Materials》。

图1骄气了光反应机制和应用默示图。VPFPs是期骗可见光驱动的负光致变色单体（NSPMA）和丙烯酸甲酯（MA）通过一步目田基团聚制备。平常现象下，由于NSPMA是以踏实的离子态结构存在于团聚物基质中，因而VPFPs是红色的。当选择525 nm可见光刺激后，NSPMA更动为不踏实的非离子结构，导致VPFPs的神气和荧光隐匿。这种无荧光现象下的VPFPs不错在晦暗环境中自愿地恢复到其运奇迹态，而且这个经过是热力学经过，跟着温度的升高，变化速率越快。基于这种特色，作家创建了一个高级加密系统。他们将需要加密的信息用VPFPs障翳，平常情况下，信息是被障翳的，不成识别。相关词，使用525 nm可见光刺激后，跟着VPFPs更动为不踏实的无荧光态，加密的信息袒露。解密后的信息会跟着时期的推移迟缓隐匿。迫切的是，其他波长的可见光包括紫外光均不成完了解密信息，骄气出优异的波长选择性反应。进一步，他们将VPFPs应用于防伪，即用VPFPs替换惯例的签名大要盖印，平常现象下是红色的签名大要盖印，惟一通过525 nm的可见光刺激后签名大要盖印会隐匿。这将显耀进步签名和画作的防伪造性。

图1.设战略略。（A）在可见光照耀和阴漆黑的荧光可逆切换，以及NSPMA相应的光/热交流异构化默示图。（B）VPFPs在波长选择性反应的信息加密模子；（C）防伪模子制备和反应默示图。

在光谱学测试恶果中，VPFPs仅对绿光具有显然的反应，并骄气出快速地光反应性、高亮度以及开关比等特色。此外，可见光驱动的光开关模式还赋予了VPFPs优异的耐疲困性。与传统紫外光驱动的含有正光致变色的螺吡喃（SPMA）团聚物比较，VPFPs在履历了50 次的绿光照耀-阴漆黑规复的轮回后，荧光强度骄气幽微的变化（<10%）。而含有SPMA的团聚物（poly(SPMA-co-MA)）的荧光强度显耀着落（>50%）。同期VPFPs规复经过是温度舍弃的，温度越高，恢复速率越快。

图2.（A）VPFPs在525 nm可见光和晦暗环境中储存下的荧光反应；（B）VPFPs在不同波长的光照耀下的光开关性能；VPFPs和poly(SPMA-co-MA)的光开关可逆性能（C）和在不同温度下的开环异构化速率常数(ko)和达到一半接收值的时期((T1/2)O) （D）。

基于VPFPs优异的性能，作家领先将其应用于高精度和抗疲困的光可擦写图案。将筹画好的光掩膜版障翳在VPFPs薄膜上，接受绿光照耀后，信息被明晰地纪录在团聚物膜上，并在阴漆黑完了了自擦除。这种书写模式不错用于确立各类化的高精度光可擦写荧光图案，包括图案、翰墨以及二维码。

图3VPFPs在光可擦写图案的应用

接着，作家将VPFPs制备成墨水，将作家的签名书写在画作上，用于画作的防伪。与紫外光舍弃的防伪荧光图案比较，可见光舍弃的荧光图案为防伪钤记提供了一种轻便且安全的次第，同期幸免了紫外线对画作的毁伤。

图4 VPFPs在防伪油墨中的应用

由于光开关材料所具有的可逆荧光以及高开关比等性能，因此也一样被用于信息加密。与传统的紫外线驱动的光开关系统比较，由于可见光的光漂白能力较弱，是以可见光驱动的光开关系统更安妥于信息加密。因此，VPFPs理念念的光切换性能还可应用于高级的信息加密系统。

图5.VPFPs在信息加密上应用

湖南科技大学化学化工学院的陈建西宾和周智华西宾，电子科技大学基础与前沿谈判院崔家喜西宾为该论文的通信作家，湖南科技大学为第一完成单元，硕士毕业生李念念和电子科技大学王宏博士为共同第一作家。此谈判使命开展还得到了中山大学陈旭东西宾的全心辅导与匡助，以及国度当然科学基金（52273206, 51833011）、湖南省隆起后生科学基金（2021JJ10029）和湖湘高等次东谈主才荟萃工程（2022RC4039）等景色标资助扶助。此外，很是感谢湖南科技大学皆白石艺术学院杨丹妮女士提供的个东谈主画作版权。

通信作家简介：

陈建，博士，西宾，博士谈判生导师，湖南科技大学湘江学者，湖南省隆起后生科学基金获取者，湖南省等闲高校后生主干教师，湖南省121鼎新东谈主才，中国化学会高级会员。曾获2021年湖南省当然科学二等奖和2011年获寰宇优秀博士学位论文提名奖等。连年来，先后共主执包括国度当然科学基金后生和面上景色等各类课题10余项等。以第一作家或通信作家在Adv. Funct. Mater.、Mater.Horizons、Small、Macromolecules、Chem. Commun.等国表里杂志上发表SCI论文70余篇，援用2000余次，H-index为29。当今肯求发明专利30项，授权27项。

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Xiang Li1, Hong Wang1, Jian Chen*, Yong Tian, Chongchen Xiang, Wanqiang Liu, Zhihua Zhou*, Jiaxi Cui*, Xudong Chen. Visible-light-driven photoswitchable fluorescent polymers for photorewritable pattern, anti-counterfeiting and information encryption. Adv. Funct. Mater.2023, 2303765.

https://doi.org/10.1002/adfm.202303765

起首：高分子科学前沿

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