自然界的生物会在外界刺激下表现出多种响应行为，人们受此启发也创造出了种类繁多的刺激响应智能材料，并将其应用于信息存储、智能传感以及生物技术等众多领域。得益于光对材料结构无损伤、可远程操控及空间分辨率高等特点，光响应型材料受到了广泛的关注。
光致荧光响应信号具有灵敏度高、响应速度快、实时可视化等独特优势。然而，传统的有机荧光分子在聚集状态下存在荧光猝灭的问题，大大限制了材料的应用场景。与此相反，具有聚集诱导发光（AIE）效应的分子从本质上解决了聚集态下荧光猝灭的问题，可实现聚集状态下的高效发光。但是，大多的AIE分子由四苯乙烯或三苯胺基元构成，较难实现光响应的动态变化，而具有这一特性的AIE分子也鲜有被报道。因此，开发同时具有AIE效应及光致荧光响应的材料具有重要的理论和应用价值。
近日，香港科技大学/浙江大学唐本忠院士和张浩可副研究员团队联合哥本哈根大学Mogens Brøndsted Nielsen教授课题组，对一系列二氢薁（Dihydroazulene）衍生物的AIE性质及光致荧光响应性进行了详细研究，并提出了一种具有多重特征的信息加密系统。
作者首先通过光物理性能表征、晶体结构分析及详细的理论计算，证明了这一系列分子的AIE特性。聚集体状态下对二氢薁基元振动和取代基转动的限制是实现这类分子AIE效应的关键因素。随后，作者证明了这类分子具有由二氢薁基元开环/闭环结构转变引起的光致荧光响应特性，并且在多次可逆结构转变后仍可保持稳定的响应性。此外，二氢薁闭环过程具有灵敏的温度和时间响应，证明了它们是潜在的温度/时间分辨的刺激响应材料。
基于此，作者巧妙地将二维码、荧光图案、微米级的细节特征以及时间/温度分辨的变化结合起来，提出并设计了一种基于二氢薁衍生物的多重信息加密模块。该模块不仅能够实现对存储温度和时间响应的动态变化，还能够实现对信息的可控擦除和重复利用。
综上所示，该研究不仅开发了一种同时具有AIE和光致荧光响应的动态分子骨架，并且为发光材料在信息存储和加密等领域的应用提供了一种新的策略。该文章的第一作者是香港科技大学张鉴予博士，通讯作者为唐本忠院士（现为香港中文大学（深圳）理工学院院长）、哥本哈根大学Mogens Brøndsted Nielsen教授、佛罗伦萨大学Martina Cacciarini教授以及浙江大学张浩可副研究员。
A Dihydroazulene-based Photofluorochromic AIE System for Rewritable 4D Information Encryption
Jianyu Zhang, Hanchen Shen, Xinyue Liu, Xueqin Yang, Søren Lindbæk Broman, Haoran Wang, Qiyao Li, Jacky W. Y. Lam, Haoke Zhang,* Martina Cacciarini,* Mogens Brøndsted Nielsen,* Ben Zhong Tang*
Angew. Chem. Int. Ed., 2022, DOI: 10.1002/anie.202208460
唐本忠，中国科学院院士。1982年于华南理工大学获学士学位，1985年、1988年先后获日本京都大学硕士、博士学位。曾在多伦多大学化学与药学系从事博士后研究、日本NEOS公司中央研究所任高级研究员。现任香港中文大学（深圳）校长学勤讲座教授，香港中文大学（深圳）理工学院院长。
2013年入选英国皇家化学学会会士，现任国际期刊Aggregate总编辑，以及20多家国际科学杂志顾问、编委或客座编辑等。主要从事高分子化学和先进功能材料研究，特别是在聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission, AIE）这一化学和材料前沿领域取得了原创性成果，是AIE概念的提出者和研究的引领者。已发表学术论文1600多篇，总引超144,000次，H影响因子为169。2014-2021年连续当选全球材料和化学领域“高被引科学家”。2002年获得由国家自然科学基金授予的“杰出青年学者”称号，2007年获国家自然科学二等奖、Croucher基金会高级研究员奖、中国化学会王葆仁奖和Elsevier杂志社冯新德奖，2012获Science China Chemistry杰出贡献奖，获2017年度何梁何利基金科学与技术进步奖、国家自然科学一等奖（第一完成人，2017年度），并获得科技盛典-CCTV 2018年度科技创新人物，2021年荣获Nano Today Award奖项并入选世界排名前2%科学家名单。
https://www.x-mol.com/groups/tang-benzhong-cuhksz
张浩可，浙江大学高分子科学与工程学系和浙江大学杭州国际科创中心双聘研究员，博士生导师。2012、2015和2018年分别于郑州大学、浙江大学和香港科技大学取得学士、硕士和博士学位。2018-2020年在香港科技大学开展博士后研究工作，合作导师唐本忠院士。2020年入职浙江大学高分子科学与工程学系，任特聘副研究员；2021年入选杭州国际科创中心“青年人才卓越计划”，任双聘研究员。主要研究兴趣：簇发光和聚集诱导发光材料的合成、机理研究及应用的开发。发表SCI论文一百余篇，其中以通讯作者和第一作者发表论文30余篇（包括Nat. Commun. 2篇，J. Am. Chem. Soc. 4篇, Angew. Chem. Int. Ed 5篇，Adv. Mater. 2篇）。论文被引4900余次，H因子38。在国际学术会议上作邀请报告十余次，2018年荣获欧洲材料研究学会颁发的“优秀青年科学家奖”，现担任由科学出版社出版的“聚集诱导发光”系列丛书的副总主编，Chem. Res. Chin. Univ.客座编辑，Front. Chem.客座编辑，Chin. Chem. Lett. 青年编委。
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