光响应性聚集诱导发光材料的制备、表征与应用

As smart materials, photo-responsive luminescent materials have wide applications in the fields of biological imaging, data storage, security, anti-counterfeiting, etc. However, for the one fluorescent system, it is difficult to exhibit photo-responsive behavior in both solution (single molecule) and solid (aggregates) states at the same time. Thus, it is expected to use the synergistic effect of "aggregation-induced emission" (AIE) and "photo-induced electron transfer" (PET) to prepare a series of water-soluble compounds, which show enhanced fluorescence emission upon irradiation in various states. The photo-responsive behavior of the water-soluble compounds and the corresponding polymers in aqueous solution are systematically studied, expecting to realize the regulation of self-assembly morphology. It is also expected to explore the application of functional films in information storage, data encryption, and anti-counterfeiting. This research not only provides a means for the development of novel photo-responsive systems, which shows high-sensitivity and high-contrast, but also expands their application conditions and fields, which greatly promoted the development of functional luminescent materials.

光响应性发光材料作为智能材料的一种，在生物成像、数据存储、保密和防伪等领域具有广泛应用。然而对于同一类荧光分子而言，能够在溶液（单分子）和固相（聚集态）环境中都具有灵敏的光响应性是比较困难的。本研究项目拟利用“聚集诱导发光”（AIE）和“光诱导电子转移”（PET）的协同作用，制备在多种状态下对光都具“off-on”型荧光响应的水溶性分子。系统研究这类分子及聚合物对光的响应能力，预期实现光对高分子组装形貌的调控，进一步探索基于此制备的功能化薄膜材料在信息存储、数据加密与防伪等方面的应用。该项目不仅为发展具有高灵敏度、高对比度的新型光响应体系提供了一种新思路，也拓展了光响应性发光材料的适用环境及应用领域，对功能发光材料的发展具有很大的推动作用。

刺激响应性发光材料作为智能材料的一种，在生物成像、数据存储、保密和防伪等领域具有广泛应用。然后，如何有更有目的性、更准确的制备具有预期效果或性能的发光材料一直是领域内的难点。本项目围绕刺激响应性发光材料（特别是光响应材料）展开，探索对外界刺激具有灵敏响应的荧光体系，研究分子结构与刺激响应性之间的构效关系，探索刺激响应材料在数据加密、荧光探针、逻辑器件上的应用，主要研究成果包括以下三部分： .1．基于偶氮苯衍生物的自组装及光响应性研究：制备了两类偶氮苯衍生物（常见的线型偶氮苯衍生物和八元桥环偶氮苯衍生物），首次将桥环偶氮苯用于光响应超分子凝胶的构筑，系统研究了分子结构与其组装性能和光响应性能之间的关系，光异构及光致变色特性使得基于桥环偶氮苯的变色凝胶可在多种状态下的快速转变，在分子（药物）释放、逻辑门、信息存储等智能材料上具有潜在的应用价值。.2．基于两亲性氮杂稠环芳烃的合成及性质研究：制备了一系列两亲性双氮杂芘衍生物，首次证明了二氮杂芘是一种基于激基缔合物的荧光探针，明确了水环境对激基缔合物形成的重要性，系统研究了该类化合物的多重刺激响应性（包括酸、力、热、水蒸汽），通过连续、选择性的施加不同刺激因素，可实现多重/复杂信息的加密与读取。.3．含硼化合物的刺激响应性研究：合成了一系列具有刺激响应性的N,O-螯合的二苯基硼双齿配合物，不仅丰富了具有力致变色性质的含硼化合物种类，也加深了对其分子结构和发光特性的构效关系的理解，有利于促进性能更加优异的二苯基硼染料的研发与应用。.基于以上研究成果，项目承担人以（共同）第一作者身份发表论文5篇，包括CCS Chemistry 1篇，ACS Appl. Mater. Interfaces 1篇，Chin. J. Chem. 1篇，Dyes Pigm. 1篇，应用化学1篇；国内学术会议报告1次；培养硕士学位获得者2人