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  光響應型熒光材料因其在信息加密、防偽和數據存儲等領域的應用，受到了科學家們廣泛的關注。螺吡喃（SP）是一種典型的光異構化分子，其非共軛的SP形式與共軛的部花菁MC形式之間可進行可逆的結構轉變，從而實現可轉換的熒光性質，因此SP已成為設計光響應熒光材料的重要選擇。然而SP形式的分子結構扭曲以及分子內共軛短，導致傳統的SP分子熒光性能較差，在光照下只能實現熒光開關特性。此外，SP是一類典型的聚集誘導猝滅（ACQ）染料，在聚集態下，分子間的聚集效應，不僅SP的光異構化過程受到阻礙，MC的發光性能也受到嚴重抑制。目前，基于螺吡喃的動態光響應熒光材料的研究主要依靠分子內其他熒光基團到MC的F?rster共振能量轉移，來實現熒光顏色的動態變化，這需要兩個或更多能量匹配的熒光團，增加了材料的設計難度。因此，構建具有可轉換發光顏色和增強固態熒光性質的SP分子將極大地拓展其潛在應用。

  基于此，2025年2月14日，北京化工大學尹梅貞教授課題組在材料科學權威期刊《Advanced Functional Materials》在線發表題為“Naphthalimide-Conjugated Spiropyran: Dual-State Emission and Photo-Responsive Dynamic Fluorescence Color for Information Encryption Application”的文章。該文章針對螺吡喃熒光團，巧妙地將吸電子萘酰亞胺基團以共軛方式與之偶聯，提出了一種新的設計策略來獲得萘酰亞胺共軛螺吡喃（NMI-SP）衍生物，成功實現了動態光響應熒光顏色變化。NMI-SP具有較強的分子內電荷轉移（ICT）特性和扭曲的分子構型，使其在單分子態和聚集態下表現出優異的熒光發射性能。此外，在UV光照射下，NMI-SP表現出明顯的光致變色性質，在四氫呋喃溶液中，表觀顏色從黃色變成綠色；在聚集態下，熒光顏色由橙色到紅色的轉變。基于NMI-SP熒光團的聚集態下動態光響應熒光性質，突出了其在信息加密方面的潛在應用。

圖1. NMI-SP和NMI-MC的光響應化學結構變化及其熒光性質

圖2. NMI-SP單分子的光物理性質

圖3. NMI-SP聚集體的光物理性質

圖4. NMI-SP在單分子和聚集態下的光響應性質

圖5. NMI-SP光響應熒光變化機理研究

圖6. NMI-SP在信息加密方面的應用

  參考文獻:

  Xiaofang Hu, Bing Fang, Pengyu Li, Junxiao Wang, Jie Li, Yuhua Dai, Meizhen Yin*. Naphthalimide‐Conjugated Spiropyran: Dual‐State Emission and Photo‐Responsive Dynamic Fluorescence Color for Information Encryption Application. Adv. Funct. Mater. 2025, 2423793. DOI: 10.1002/adfm.202423793.

  原文鏈接:https://doi.org/10.1002/adfm.202423793