光致变色材料因其优异的热稳定性、快速光响应性、强大的抗疲劳性及在光存储和光开关分子器件方面的潜在应用而受到广泛关注。尽管目前的研究已取得了巨大的成就，但开发门控光致变色材料来实现可切换或多刺激响应的光致变色仍然是一个具有挑战性的课题。
近日，西北工业大学黄维院士和于涛教授团队实现了将热门控引入有机光致变色材料，构建了热激活光致变色材料（FTrPE-oI、ClTrPE-oI和BrTrPE-oI），这类材料可通过温度门控改变聚集状态从而实现光致变色性质的“开-关”调节，为新型加密热敏印刷、热轨迹示踪以及多级防伪等提供了材料基础。除此之外，作者还对其进行了全面的光物理研究、单晶分析和密度泛函理论计算，以阐明热激活光致变色的内部机制，并提出这种新型智能光致变色材料的设计策略。研究成果以“Thermally Activated Photochromism: Realizing Temperature-Gated Triphenylethylene Photochromic Materials”为题近期发表在国际顶级期刊Advanced Functional Materials上。西北工业大学博士生肖雨欣为本文第一作者，西北工业大学柔性电子研究院黄维院士和于涛教授为本文的共同通讯作者。
图1 热激活光致变色材料。图片来源：Adv. Funct. Mater.
在扭曲的三苯乙烯结构中引入邻位碘原子的策略可能使光致变色过程的光环化反应更难触发，从而导致FTrPE-oI、ClTrPE-oI和BrTrPE-oI的晶体表现出非活性光致变色特性。晶态材料经加热到熔化温度后，聚集形态变为无定型态。热激活后的材料显示出从透明到橙色的循环性能较好的光致变色（图2）。结合单晶分析及理论计算结果，这一现象的成因可能是热激活后晶格束缚被打破，分子间弱相互作用减少致使光致变色光环化反应更易发生，从而表现出明显的光致变色。
图2 材料光致变色性能。图片来源：Adv.Funct. Mater.
基于此，这项工作还分别实现了新型加密热敏印刷、热轨迹示踪以及多级防伪如图3。这项工作阐述了实现有机热门控光致变色的基本策略，为下一代门控光致变色材料的设计和构建提供了新的策略，并为扩展智能变色材料的开发及其应用铺平了道路。
图3. 新型(a、b)加密热敏印刷、（c）热轨迹示踪以及（d、e）多级防伪效果展示。图片来源：Adv. Funct. Mater.
论文信息：
Thermally Activated Photochromism: Realizing Temperature-Gated Triphenylethylene Photochromic Materials
Yuxin Xiao, Mingyao Shen, Jiahui Li, Hailan Wang, Haodong Sun, Yunfei He, Rongjuan Huang, Tao Yu,* Wei Huang*
https://doi.org/10.1002/adfm.202312930
主要从事柔性光电传感材料、高性能OLED材料、主客体有机长余辉材料的设计及其在柔性传感与显示器件中的应用。在Nat. Comm., Angew. Chem. Int. Ed., Research，Adv. Mater., Light, Adv. Funct. Mater., Chem. Sci., Adv. Optical Mater.等期刊发表文章40余篇。申请专利30余项，主持国家自然科学基金、陕西省重点研发项目、航空科学基金、航天科学技术基金等10项余国家及省部级项目。此外，获得西北工业大学翱翔海外学者、广东省青年创新人才、珠江科技新星等项目支持。
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