科学研究近日,食品与药品学院智能生物功能材料团队在国际材料学领域顶级期刊《Advanced Functional Materials》(AFM)上发表了题为“A Visible and NIR Light-Driven Photoswitch With High Fluorescence On/Off Contrast and Near-Quantitative Cyclization Yield for Photonic Applications”的研究论文。

二芳基乙烯(DTE)光开关在光学数据存储、超分辨成像、高安全性防伪和信息加密等领域具有巨大的应用潜力。然而,现有体系普遍存在依赖高能紫外光激发、光开关动力学缓慢、荧光对比度有限以及关环转化率不高等局限。为攻克这些难题,团队基于“受体协同共轭体系(acceptor synergistic conjugation system)”策略,理性设计并合成了一种新型D-DTE-A-D'型光开关分子CDBT。该分子以N-苯基咔唑和噻吩基团为供体(D和D'),以二酮二氟化硼(BF2bdk)基团为受体(A)。研究取得了以下核心成果:
长波长可见光驱动与快速光响应能力:CDBT在生物安全性更优的长波长绿光(530 nm)照射下即可实现关环异构化,并在5秒内达到光稳态(PSS),是迄今为止响应速度最快的同类体系之一。
近定量转化与高对比度:在甲苯溶液中,该分子实现了高达96.6%的近定量关环产率,并展现出2300:1的荧光开关对比度(ON/OFF ratio)。
多色荧光调制:不同于传统的单色开关,CDBT在THF和CHCl3溶剂中展现出独特的多色荧光切换行为。
防伪及信息加密应用:凭借其优异的可见光/近红外(NIR)光控特性,团队成功展现了该分子在动态防伪图案(二维码)、光控信息加密等领域的应用潜力。
该论文的第一作者为王杨阳、汤玉琪和郑玉珠(共同一作),通讯作者为李自永教授、郭辉教授以及东南大学/肯特州立大学李全教授,洛阳师范学院为第一通讯单位。该研究工作得到了国家自然科学基金(No. 22578193)、河南省科技攻关项目、河南省高校重点科研项目以及国家级大学生创新创业训练计划等项目的资助 。
《Advanced Functional Materials》由Wiley出版,是材料科学领域的顶级学术期刊,专注于报道材料科学、化学、物理等交叉领域的突破性功能材料研究,在学术界享有极高声誉。该期刊最新影响因子为19.4,属中科院一区期刊。