近日，我院刘俊秋团队在Chemical Engineering Journal（IF = 16.744）上发表题为“Visible-light-controlled ternary chiroptical switches with high-performance circularly polarized luminescence for advanced optical information storage and anti-conterfeiting materials”的研究成果。

随着信息技术的飞速发展，人们在感受科技进步与信息获取便捷的同时，也遭受着机密信息泄露所带来的困扰。光控分子开关具有操作简单、远程操控性强、可重复性好、空间和时间分辨率高等独特优势，特别是在无损信息存储方面表现出更加明显的优越性，因而为智能光学材料的发展提供了广阔的前景，受到越来越多的关注。一方面光控分子开关通常需要在紫外光辐照条件下实现光学性质调控，存在耗能高、损伤大、穿透性差等缺点，长期紫外照射会导致分子开关的稳定性下降以及材料基质的损伤，从而降低材料的使用性能、缩短使用寿命，严重阻碍了其开发和应用。

为了解决光辐射能量过高的问题，进一步提升材料的光稳定性和抗疲劳性，最近，我院刘俊秋/李永光课题组提出了一种集成策略，设计合成了三元光学开关（图1），以磷光环金属铂(II)和光致变色螺吡喃作为三重态敏化剂和光开关构建模块，通过手性环已二胺实现桥连，在实现可见光动态调控及先进信息存储和防伪领域取得重要研究进展。该论文的唯一署名单位为杭州师范大学，青年教师艾叶叶为第一作者，硕士研究生费悦旋为共同第一作者。该研究工作得到任詠华教授、刘俊秋教授的悉心指导，以及国家自然科学基金、浙江省杰出青年基金、西湖学者、杭州师范大学启动经费的联合资助。

图1.可见光分子开关的调控机理以及设计策略

基于环金属铂(II)配合物的组装调控以及丰富的光物理性质研究基础，利用金属中心的三重态敏化效应，可以实现可见光光开关，降低辐照能量的同时，有效提升了开光分子的光稳定性以及抗疲劳性。另外，基于发绿光的环金属Pt(II)配合物部分与开环的MC异构体之间存在有效的共振能量转移（FRET）效应，不仅可以提升材料的发光性能，而且可以用于发光行为的动态调控，丰富发光开关的性质。由于四方平面铂(II)配合物的刚性特点以及分子开关结构的不对称性，同时实现手性放大以及金属Pt(II)中心到开环部花青部分的手性传递，最终得到激发态CPL信号（图2）。

图2.可见光辐照前后的光学以及光学活性研究

基于可见光控制的动态分子开关的高光稳定性和优良的抗疲劳特性，我们开发了其在分子逻辑门、防伪墨水和全可见光光可重写图案方面的应用（图3），该结果为设计用于光学开关、智能防伪、安全存储等先进材料提供了新思路。

图3.分子逻辑门、防伪墨水和全可见光光可重写图案应用

作者简介

艾叶叶，理学博士，讲师。2021年9月入职杭州师范大学材化学院，主要从事金属有机配合物组装可视化以及磷光配合物生物标记探针与生物监测方面的研究。近年来主持国家自然科学基金青年项目1项，在Proc. Natl. Acad. Sci. USA, J. Am. Chem. Soc.,Angew. Chem. Int. Ed., Chem, Chem. Eng. J., Inorg. Chem., Chem. Eur. J., J. Mater. Chem. C 等杂志发表研究论文10余篇，其中第一作者论文7篇，授权中国发明专利2项。

原文连接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894722038736