声明：【荧光超分子科学】旨在分享学习交流荧光，超分子等领域的最新资讯及研究进展。在这里仅供交流使用，如涉及版权问题，请联系删除。投稿、荐稿、转载、合作或文章问题等请后台联系小编。感谢各位关注！
原文链接：10.1002/adma.202411223
分子光开关可在纳米级产生光控变化，因此可用于以真正自下而上的方式改变材料的状态和行为。这里使用最近开发的氮杂二芳基乙烯与半靛蓝 (HI) 光开关结合，展示了通过光控制材料特性的光子复杂性不断升级。首先，氮杂二芳基乙烯可用作聚苯乙烯 (PS) 中的光开关，以可逆地将浮雕型 3D 结构刻入 PS 中。其次，氮杂二芳基乙烯还可用作光诱导丙烯酸甲酯 (MA) 聚合的光引发剂，首次展示了通过其两性离子开关状态进行光控化学反应性控制。第三，将氮杂二芳基乙烯和 HI 应用于氮杂二芳基乙烯聚合 MA，生成光致变色聚合物。在第四级，二元混合物可以协同氮杂二芳基乙烯诱导的光聚合和同时捕获的功能性 HI 的局部光致变色变化。通过这种多级光响应，证明了这种特殊的光开关组合在高级光子材料中的应用价值。相关研究成果发表于《Adv. Mater.》上。
图文解析
图 1. 使用 HIs 1–8 和氮杂二芳基乙烯 9 作为光响应成分的先进光控材料。a) HI 1–8 切换模式示意图。b) 氮杂二芳基乙烯 9 切换模式示意图。c) 使用 HI 和氮杂二芳基乙烯的四个级别的先进光响应材料。第一级：将氮杂二芳基乙烯 9 与聚苯乙烯 (PS) 混合可实现可逆光致变色刻印和 3D 浮雕印刷。第二级：使用氮杂二芳基乙烯 9 作为光引发剂对丙烯酸甲酯 (MA) 进行光聚合。第三级：通过首先将 MA 与氮杂二芳基乙烯 9 进行光聚合，然后将 HIs 添加到所得的聚 (甲基) 丙烯酸酯 (PMA) 中，实现连续多光响应，从而提供光致变色材料。第四级：氮杂二芳基乙烯 9、HI 7 和 MA 的双重混合物中同时发生的多重光致变色行为。由氮杂二芳基乙烯 9 引发的选择性光聚合产生了一种有色透明 PMA 聚合物，其中 HI 7 光致变色被保留并局部化。
图 2. 一级光响应材料。a) 将氮杂二芳基乙烯 9 添加到 PS 中，可以在固体材料中实现局部可逆光致变色和 3D 浮雕雕刻。b) PS 中含有 9 的光致变色聚合物可实现可逆书写和擦除。c) PS 中开放的 9（黑色）光切换为封闭的 9 异构体（黄色）。d) 9 光切换后可逆光诱导 3D 浮雕形成。使用光掩模以触觉方式将 FAU 大学印章刻在材料上。
图 3. 二级光响应材料。a) 氮杂二芳基乙烯 9 作为光引发剂引发 MA 自由基聚合。b) 用 365 nm 光照射两个样品 2 小时 40 分钟（或用 365 nm + 450 nm 光照射 1 小时 5 分钟）。左侧样品瓶中含有 1 mL MA 中的 0.72 mg 开放化合物 9，右侧样品瓶中仅含有 1 mL MA。在指定的照射时间后，含有化合物 9 的样品显示出封闭 Z-9 异构体的特征颜色并发生聚合。仅含 MA 的样品没有发生聚合。将两个样品在 23 °C 的黑暗环境中储存 14 小时后，携带化合物 9 的样品发生了后固化效应。仅含 MA 的样品没有发生任何变化。
图 4. 三级光响应材料第 1 部分：a) 使用氮杂二芳基乙烯 9 进行顺序光聚合和光致变色引入。首先使用氮杂二芳基乙烯 9 作为 MA 聚合的光引发剂，随后再次将新鲜的 9 作为光致变色剂添加到获得的 PMA 中。b) UV/vis 光谱显示，用 365 nm (260 mW) 的光照射开放的 9 (黑色) 会导致闭合的 Z-9 生成 (灰色到黄色)，然后在聚合过程中消耗闭合的 Z-9 (黄色虚线)，直到完全聚合发生，并且仅可见剩余的开放 9 (深灰色)。还描绘了相关的 UV/vis 比色皿，以及在用 365 nm 的光照射 6 小时 36 分钟后仅含有 MA 的参考比色皿。 c) 在 1 小时 48 分钟内，用 275 nm 的光线在 PMA 中将开放 9（黑色）光切换为封闭 Z-9（灰色到黄色）时记录的 UV/vis 吸收光谱。3 小时 23 分钟后发生光降解（灰色虚线）。d) 在 365 nm 的光线下，PMA 中的可逆 T 型光切换从开放 9 到封闭 Z-9（黄色方块），并在 23 °C 下添加 CH2Cl2 后恢复到开放 9。
图 5. 三级光响应材料第 2 部分。a) 使用氮杂二芳基乙烯 9 进行连续 MA 光聚合，然后通过向成品 PMA 中添加 HIs 1–7 引入光致变色。紫外/可见光谱监测光致变色 PMA 聚合物中的 HI 光开关 1–7 的局部光响应，以及培养皿中相应的光致变色 PMA/HI 聚合物。培养皿内的内部方块包含富集的红变色异构体，而周围包含蓝变色异构体。b) HIs 1–7 分子结构的示意图。c) 具有 HI 1 的光致变色聚合物。d) 具有 HI 2 的光致变色聚合物。e) 具有 HI 3 的光致变色聚合物。f) 具有 HI 4 的光致变色聚合物。g) 具有 HI 5 的光致变色聚合物。h) 具有 HI 6 的光致变色聚合物。i) 具有 HI 7 的光致变色聚合物.
图 6. 四级光响应材料。a) 在 HI 7 存在下使用氮杂二芳基乙烯 9 进行 MA 光聚合，HI 7 保留了其光致变色功能并允许进行空间分辨光寻址。b) 在 365 nm 照射下，9 会形成两性离子。长时间照射会释放自由基，从而通过迈克尔系统的初始攻击引发 MA 聚合。HI 7 在此聚合过程中不受影响，并保持完全功能，证明了其卓越的稳定性。在所得聚合物中使用 490 和 625 nm 的 7 进行可逆可见光光切换，之后可以多次写入和擦除信息。
科研服务
