Zhen Yan, Yaqin Tian, Xubin Wang, Min Li, Min Qiao, Rong Miao*, Liping Ding*, and Yu Fang. https://doi.org/10.1002/adfm.76331
有机荧光分子材料因其独特的电子结构与丰富的光物理性质，已成为光功能材料领域的研究热点。得益于其结构可调性、发光性能可控性等特点，该类材料在化学传感、信息防伪、光电器件及生物医学等多个前沿领域展现出广阔的应用前景。开展对ICT分子体系的系统研究，厘清其结构与性能的关联，对于推动高性能荧光材料的理性设计与应用拓展具有重要意义。
本研究通过引入不同强度的吸电子基团，系统调控了一系列吖啶衍生物的分子内电荷转移（ICT）特性。增强吸电子能力能够缩小HOMO-LUMO能隙、增强ICT效应，并使这三种荧光团展现出独特的溶剂变色与蒸汽致变色行为。值得注意的是，当掺杂到不同极性的聚合物基质中时，这些荧光团还表现出固态变色现象，并保持较高的荧光量子产率，从而有效抑制聚集诱导猝灭效应。这种多相极性敏感性使其发射波长覆盖450~660 nm范围，为智能传感、多色显示及高级信息加密等多种功能应用提供了便利。其中，经丙二腈单元修饰的ACR-FCN因其ICT特性的变化，对生物胺表现出独特的非单调荧光响应。基于该响应，可通过便携式传感器实时可视化监测食品新鲜度，对腐胺的裸眼检测限低至1 ppm。本研究阐明了受体调控在调控ICT性质中的关键作用，并建立了从分子设计到多功能应用的完整研究流程。
图1. 吖啶基衍生物的ICT性能调控及功能应用示意图
图2. (a) 染料负载聚合物薄膜制备流程示意图；(b) 荧光团在聚合物网络内可能分布方式的示意图；(c-f) ACR-FCN 掺杂聚合物薄膜及纯聚合物与 ACR-FCN薄膜参比样品的荧光光谱：(c) ACR-FCN/PB；(d) ACR-FCN/PS；(e) ACR-FCN/PMMA；(f) ACR-FCN/PEG；(g) ACR-CHO 掺杂聚合物薄膜的荧光发射光谱（ACR-CHO/PB、ACR-CHO/PS、ACR-CHO/PMMA、ACR-CHO/PEG）；(h) ACR-SA 掺杂聚合物薄膜的荧光发射光谱（ACR-SA/PB、ACR-SA/PS、ACR-SA/PMMA、ACR-SA/PEG）；(c-h) 插图为薄膜在 365 nm 紫外灯下拍摄的照片；(i) 荧光聚合物薄膜的 CIE 色度坐标，Ⅰ 代表 ACR-CHO/PB，Ⅻ 代表 ACR-FCN/PEG；(j) 吖啶化合物在固态及聚合物薄膜中的荧光量子产率；(k) 通过将 ACR-CHO/PEG 的 THF 溶液喷涂到不同基底上制备的“EXIT”荧光图案；(l) 通过将 ACR-CHO/PEG 的 THF 溶液在铁片和纸上丝网印刷制备的二维码；(m) 通过滴涂法在纸或光学玻璃上制备的荧光彩色字母“MATERIAL”。
第一作者：陕西师范大学博士研究生闫珍
通讯作者：陕西师范大学丁立平教授、苗荣副教授
全文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.76331
