我学者实现光致机械运动和光致变色行为 为光响应智能材料应用提供新路径

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记者19日从安徽大学获悉，该校魏培发教授团队与湖南大学曾泽兵教授合作，通过对氰基二苯乙烯结构的全新设计，调控了分子间和分子内不同的光化学反应，成功实现了可控的光致机械运动和光致变色行为。相关研究成果日前在材料领域国际期刊《先进功能材料》上在线发表。

光响应智能材料凭借独特的优势，如精确的刺激和响应、高时空分辨率、非侵入式控制和环境友好成为当下炙手可热的研究方向。光致变色材料是通过光刺激来改变材料的颜色，已经广泛应用于信息加密和防伪领域。然而，现在大多的研究都聚集在单一的光响应系统上，实现多重可控的光响应仍然是一个难点。

研究人员基于一系列三臂氰基二苯乙烯分子实现了具有不同动态信号的可控光反应。他们研究发现，固态下的光化学反应对分子堆积有着严格的要求，而在溶液状态时几乎不存在分子堆积，该氰基苯乙烯衍生物发生了完全不同的光反应。在紫外光的照射下，无色透明溶液可逆的转变为深蓝色溶液，这是因为双键的均裂生成了离域的自由基。而在长时间的光照下深蓝色溶液又转变为浅黄色，并且伴随着明亮的蓝光发射，这代表氰基苯乙烯在紫外光的诱导下发生了分子内环化反应。研究人员利用刚性的聚合物稳定自由基，将该氰基苯乙烯衍生物与聚甲基丙烯酸甲酯共混制备成可逆的光致变色薄膜。再添加三氟乙酸改变聚合物的玻璃化转变温度和自由基的颜色，调控了不同颜色光致变色薄膜的温度响应性。通过模板使用该材料编译了摩斯密码及生动有趣的光图案，展示了薄膜的灵敏性和优良的可逆性能，证实了其在防伪材料和信息加密领域的潜在应用价值。

这项成果证明了分子堆积依赖调控策略的普遍应用性，为实现光反应的高效控制和功能集成提供了新思路，同时为光响应智能材料在信息存储和光致动器方面的应用提供了新路径。