福建師范大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在光功能框架領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

發(fā)光MOFs金屬有機(jī)框架（MOFs）通過金屬與有機(jī)配體的光電子特性結(jié)合展現(xiàn)出豐富的響應(yīng)性發(fā)光，為信息加密與防偽技術(shù)開辟了新路徑。MOF異質(zhì)結(jié)構(gòu)通過將不同的響應(yīng)框架集成于一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)中，不僅實(shí)現(xiàn)了不同刺激響應(yīng)行為的和諧共存，而且賦予了材料可識(shí)別的顏色和互不干擾的發(fā)射區(qū)域，能夠產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的多色協(xié)同信號(hào)；從而使得MOF異質(zhì)結(jié)構(gòu)成為了一種極具潛力的高安全性防偽平臺(tái)。但構(gòu)建多色響應(yīng)MOF異質(zhì)結(jié)構(gòu)面臨兩大障礙：（i）傳統(tǒng)異質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依賴差異化金屬節(jié)點(diǎn)，需苛刻刺激條觸發(fā)響應(yīng)，導(dǎo)致其可逆性差、結(jié)晶度低。（ii）具有不同光學(xué)響應(yīng)的有機(jī)配體分子構(gòu)型差異大，導(dǎo)致其相容性差、晶格匹配度低，進(jìn)而限制MOF異質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成。

配體內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移的差異化設(shè)計(jì)可以使光學(xué)配體既具有不同的本征發(fā)射，又對(duì)相同的溫和刺激具有不同的響應(yīng)行為，從而有利于構(gòu)建多色響應(yīng)的MOF異質(zhì)結(jié)構(gòu)。此外，不同的配體內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移可以由相同類型的供電子/受電子基團(tuán)來完成，有利于出現(xiàn)相似的配體構(gòu)象，可有效抑制MOF異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的晶格失配。因此，在有機(jī)配體中設(shè)計(jì)差異化的配體內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移為構(gòu)建智能響應(yīng)的多色MOF異質(zhì)結(jié)構(gòu)提供了一種前景廣闊的方法，可用于制造穩(wěn)健的先進(jìn)防偽器件。

近期，福建師范大學(xué)呂遠(yuǎn)超副教授在前期框架的光增益/腔體調(diào)控（J. Am. Chem. Soc.2019, 141, 19959−19963；Nano Lett. 2020, 20, 2020-2025）以及光功能框架設(shè)計(jì)（Adv. Mater.2024, 36, 2314005；Adv. Mater.2024, 36, 2309130；Adv. Funct. Mater.2024, 34, 2403635）的研究基礎(chǔ)上，首次報(bào)道通過配體內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移的差異化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)健多色響應(yīng)MOF異質(zhì)結(jié)。MOF塊中不同數(shù)量的給電子基團(tuán)使得電荷轉(zhuǎn)移配體的扭轉(zhuǎn)具有不同的空間調(diào)控，從而在相同的輕微刺激下觸發(fā)不同的響應(yīng)發(fā)射，從而產(chǎn)生多種可調(diào)發(fā)射模式。所設(shè)計(jì)的多種MOF異質(zhì)結(jié)均表現(xiàn)出優(yōu)越的循環(huán)性和穩(wěn)定性，展現(xiàn)了作為具有高安全轉(zhuǎn)換狀態(tài)的穩(wěn)健防偽標(biāo)簽的潛在應(yīng)用。這些結(jié)果為不同光學(xué)響應(yīng)性和高晶格匹配之間的兼容性問題提供了新的解決方案，并為面向功能開發(fā)智能響應(yīng)的MOF異質(zhì)系統(tǒng)用于高級(jí)信息加密和防偽提供了一條有希望的途徑。

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該研究成果中福建師范大學(xué)為唯一通訊單位，文章的第一作者是我�；瘜W(xué)與材料學(xué)院呂遠(yuǎn)超副教授和林陳威碩士生，通訊作者是我�；瘜W(xué)與材料學(xué)院呂遠(yuǎn)超副教授，共同通訊作者是我�；瘜W(xué)與材料學(xué)院陳邦林教授和張章靜教授。

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