荧光材料不仅在成像、传感、显示等领域应用广泛，在防伪、信息存储领域的应用同样备受关注。然而存储在具有固定信号输出荧光材料中的信息和图案在紫外光或日光下是可见的，易于破译。因此，刺激响应性荧光材料成为潜在的替代品，如果可以使其荧光信号保持静默，在需要的时候通过外加刺激使其可见，则可有效改善其防伪性能。并且，荧光ON-OFF可逆刺激响应性材料可以实现信息的多次往复加密和解密，利用前景更为广阔。与其他刺激源相比，光刺激具有非侵入的特征，不仅操作方便，同时清洁高效。
由于其独特的发光性能，稀土离子被认为是一种理想的发光中心。由于稀土离子及有机配体的种类均可调，因此稀土-有机框架(Ln-MOFs)的激发及发射波长具有可调性，提供了丰富的光学资源。将光刺激响应性基元分子引入到Ln-MOFs中可实现光控可逆材料的制备。然而，直接将光刺激响应性基元分子修饰到有机配体骨架上不但合成步骤冗长，提纯困难，MOFs高度有序的晶体结构也会影响光响应性分子的异构效率。
近期，河北工业大学李焕荣教授（点击查看介绍）联合德克萨斯大学圣安东尼奥分校陈邦林教授将光刺激响应性二芳基乙烯衍生物(DAE)通过主客体的理念负载到大孔Ln-MOFs中。在此基础上，通过紫外光和可见光交替刺激实现该主客体材料荧光ON-OFF可逆光开关行为：在DAE开环状态下，其在>400 nm的长波长范围内无吸收，通过激发有机配体可实现对稀土Eu3+的敏化；通过300 nm紫外光照诱导DAE异构为关环状态，则在600 nm处出将出现较宽的吸收带，该吸收带与Eu3+的特征发射有效重合，可实现Eu3+到DAE的荧光共振能量转移(FRET)过程，引起稀土荧光的猝灭。可见光刺激又可以使DAE分子异构回开环状态，切断FRET并使Eu3+的荧光得以恢复，再次实现荧光ON的过程。作者进一步展示了该主客体材料在防伪方面的潜在应用。由于Ln-MOFs的激发、发射波长可以通过更换稀土离子及有机配体调节，从而实现与不同响应波长的光致异构分子波长匹配，该策略将有效拓宽Ln-MOFs的应用领域。
相关工作已于近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.，文章的第一作者是李志强博士。
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Loading Photochromic Molecules into a Luminescent Metal-Organic Framework for Information Anticounterfeiting
Zhiqiang Li, Guannan Wang, Yingxiang Ye, Bin Li, Huanrong Li,* Banglin Chen*
Angew. Chem. Int. Ed., 2019, DOI: 10.1002/anie.201910467
导师介绍
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https://www.x-mol.com/university/faculty/19982
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