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2023-03-20 13:01:53
世界信息:我國學者實現光致機械運動和光致變色行為
2023-03-20 13:01:53 來源: 科技日報
(資料圖片僅供參考)
記者19日從安徽大學獲悉，該校魏培發教授團隊與湖南大學曾澤兵教授合作，通過對氰基二苯乙烯結構的全新設計，調控了分子間和分子內不同的光化學反應，成功實現了可控的光致機械運動和光致變色行為。相關研究成果日前在材料領域國際期刊《先進功能材料》上在線發表。
光響應智能材料憑借獨特的優勢，如精確的刺激和響應、高時空分辨率、非侵入式控制和環境友好成為當下炙手可熱的研究方向。光致變色材料是通過光刺激來改變材料的顏色，已經廣泛應用于信息加密和防偽領域。然而，現在大多的研究都聚集在單一的光響應系統上，實現多重可控的光響應仍然是一個難點。
研究人員基于一系列三臂氰基二苯乙烯分子實現了具有不同動態信號的可控光反應。他們研究發現，固態下的光化學反應對分子堆積有著嚴格的要求，而在溶液狀態時幾乎不存在分子堆積，該氰基苯乙烯衍生物發生了完全不同的光反應。在紫外光的照射下，無色透明溶液可逆的轉變為深藍色溶液，這是因為雙鍵的均裂生成了離域的自由基。而在長時間的光照下深藍色溶液又轉變為淺黃色，并且伴隨著明亮的藍光發射，這代表氰基苯乙烯在紫外光的誘導下發生了分子內環化反應。研究人員利用剛性的聚合物穩定自由基，將該氰基苯乙烯衍生物與聚甲基丙烯酸甲酯共混制備成可逆的光致變色薄膜。再添加三氟乙酸改變聚合物的玻璃化轉變溫度和自由基的顏色，調控了不同顏色光致變色薄膜的溫度響應性。通過模板使用該材料編譯了摩斯密碼及生動有趣的光圖案，展示了薄膜的靈敏性和優良的可逆性能，證實了其在防偽材料和信息加密領域的潛在應用價值。
這項成果證明了分子堆積依賴調控策略的普遍應用性，為實現光反應的高效控制和功能集成提供了新思路，同時為光響應智能材料在信息存儲和光致動器方面的應用提供了新路徑。
(安徽大學供圖)
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