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  激發(fā)波長依賴(Ex-De)材料通過調(diào)節(jié)激發(fā)能量輸入，可輕松、快速地實(shí)現(xiàn)多色發(fā)射，成為多功能光學(xué)材料研究的新方向。然而，傳統(tǒng)Ex-De材料的實(shí)際應(yīng)用長期受限于制備工藝復(fù)雜、環(huán)境穩(wěn)定性差等瓶頸問題。為解決上述挑戰(zhàn)，蘭州大學(xué)呂少瑜教授課題組創(chuàng)新性地提出了Ex-De離子凝膠構(gòu)筑策略。該工作不僅為發(fā)展新一代Ex-De材料提供了新思路，更為光響應(yīng)材料在極端環(huán)境救援通信領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

圖1. Ex-De離子凝膠的設(shè)計、性能和潛在極端救援應(yīng)用示意圖

  該離子凝膠由丙烯酸(AA)和2,2,3,4,4,4-六氟丙烯酸丁酯(HFBA)在咪唑離子液體([Emim][Ac])中共聚和交聯(lián)形成。基于離子液體的本征Ex-De特性，通過精巧設(shè)計聚合物網(wǎng)絡(luò)中的多重非共價相互作用(包括離子-偶極作用和靜電相互作用)，成功實(shí)現(xiàn)了咪唑陽離子在聚合物骨架上的“錨定”，同時賦予材料優(yōu)異的多色發(fā)射性能和環(huán)境耐受性，其熱穩(wěn)定性和耐溶劑性較傳統(tǒng)Ex-De材料提升顯著。

  針對地下、廢墟等極端救援場景中無線電通信失效這一國際救援難題，課題組利用Ex-De離子凝膠制備了光追蹤和動態(tài)顯示平臺，該平臺不僅可以提供表示救援人員位置的光源位置，還可以提供所需救援人員數(shù)量的動態(tài)軌跡，從而有望提高救援效率、減少人員傷亡。其環(huán)境適應(yīng)性可覆蓋高溫、高濕、腐蝕性等極端條件，有望將救援效率提升至新高度。將該光追蹤和動態(tài)顯示平臺用于救援常規(guī)部署，將為破解“黃金72小時”救援窗口期的通信瓶頸提供可能。

圖2. 基于Ex-De離子凝膠的動態(tài)光跟蹤系統(tǒng)，在無法使用無線電通信的環(huán)境下可以及時、直觀地顯示出所需的救援人數(shù)和位置

  相關(guān)成果近期以“Ionogels with Excitation Wavelength Dependent Emission and Dynamic Light-Tracking for Potential Extreme Rescues”為題發(fā)表在Advanced Functional Materials上。蘭州大學(xué)碩士研究生張茜茜為本文的第一作者，蘭州空間技術(shù)物理研究所霍麗霞博士和蘭州大學(xué)呂少瑜教授為文章的通訊作者，該工作得到了國家自然科學(xué)基金、甘肅省重點(diǎn)研發(fā)計劃以及中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)的支持。

  原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202503287