智能多色手性发射可在外界刺激下发射动态圆偏振光 (CPL)，在各种光电应用中引起了广泛关注。特别是在光信息存储中，多色刺激响应 CPL 材料可以使用不同的颜色和偏振状态对数据进行编码，显著提高存储密度和安全性。对于 3D 显示器，智能多色手性发射器通过向每只眼睛呈现不同的 CPL 状态，实现具有深度感知的图像创建，从而增强观看者的视觉体验。在高级加密中，在各种发光状态和颜色之间动态切换的能力使我们能够开发复杂、安全的加密方法，如果没有正确的刺激，这些方法很难解码。尽管智能多色手性发射在推动技术和改善多个领域的功能方面具有显著优势，但提出一种有效的策略来开发具有刺激响应能力的高性能多色手性发射仍然是一项艰巨的挑战。
近日，南京邮电大学黄维院士、陶冶、李欢欢团队提出了一种简单而有效的策略，通过构建动态氢键网络，将自行设计的手性磷光发色团掺杂到聚乙烯醇基质中，探索多色刺激响应的手性余辉。通过加热和水熏蒸时氢键网络的可逆形成和破坏，实现了刺激响应的深蓝色手性余辉体系，其寿命高达 3.35 s，量子产率为 25.0%，发光不对称因子高达 0.05。此外，通过手性和余辉能量转移可以获得多色刺激响应的手性余辉，从而可以建立余辉信息显示和高水平的 4D 加密。这项工作不仅为开发先进的刺激响应材料提供了一个简便的平台，而且为开发具有增强功能和响应能力的下一代光信息技术开辟了一条新途径。相关研究成果发表于《Adv. Mater.》上。
图文解析
图 1. 动态可调多色 COA 系统示意图。a–c) 通过水和热刺激构建动态 H-bonding 网络的机制示意图 (a) 以及制备深蓝色 (b) 以及绿色 (顶部)、黄色 (中间) 和红色 (底部) c) COA 的多色透明柔性薄膜。d S/R-COOHCz、PVA、氢、氧、碳和水的手性发色团的示意图。
图 2. 环境条件下的光物理特性。a) 1.0 wt.% S/R-COOHCz@PVA 薄膜的透射光谱。b) 1.0 wt.% S/R-COOHCz@PVA 薄膜的归一化 SSPL（红线）和延迟 PL 光谱（蓝线）。c) 1.0 wt.% S/R-COOHCz@PVA 薄膜的激发延迟 PL 映射。d) 不同浓度下 R-COOHCz@PVA 薄膜的余辉量子效率（顶部）和寿命（底部）。e) 1.0 wt.% S/R-COOHCz@PVA 薄膜的 CD 和 UV-vis 光谱。f) 1.0 wt.% S/R-COOHCz@PVA 薄膜的 CPL（顶部）和相应的 lgluml 曲线（底部）。
图 3. 刺激响应的 COA 特性。a–d) 干燥性 1.0 wt.% R-COOHCz@PVA 薄膜在 80°C 水熏蒸下（a、c）的延迟 PL 光谱（a、b）和余辉寿命（c、d）以及水熏 1.0 wt.% R-COOHCz@PVA 薄膜在 80°C加热下（b、d）的不同时间。e 1.0 wt.% R-COOHCz@PVA 薄膜在热水过程中在 444 nm 波长处的 COA 强度重复循环。f 干燥性 1.0 wt.% R-COOHCz@PVA 薄膜在 80°C水熏蒸不同时间的 CPL 光谱。 g 干燥性 PVA 和 R-COOHCz@PVA 薄膜以及水熏和加热的 R-COOHCz@PVA 薄膜的 FTIR 光谱。
图 4. 刺激响应的多色 COA。a) 手性和余辉能量转移过程的机理。b) R-COOHCz@PVA 薄膜的延迟 PL 光谱和 Fluc、Rh123 和 RhB 在水溶液（10−5 M）中的吸收光谱。c–e) 不同浓度的 1.0 wt.% R-COOHCz@PVA 薄膜的 Fluc、Rh123和 RhB 掺杂的延迟 PL 光谱。f–k) 1.0 wt.% R-COOHCz@PVA 薄膜的 CPL 光谱 f–h) 和在 80 °C 下水熏蒸不同时间 i–k) 的延迟 PL 光谱，其中 Fluc f, i)、Rh123 g, j) 和 RhB h, k) 的掺杂浓度分别为 0.5 wt.%、0.1 wt.% 和 1.0 wt.%。
图5. 刺激响应型多色COA材料的潜在应用。a) 彩色可重写纸的余辉照片。b) 防伪标签。c,d) 高级信息加密（c）和彩色代码4D信息加密（d）的示意图及相应照片。
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