近日，江南大學紡織科學與工程學院王潮霞教授團隊在用于多信號輸入分子邏輯的光控型溫致變色開關研究方面取得重要成果。該成果發表在《Angewandte Chemie International Edition》，題為“Optically Controlled Thermochromic Switching for Multi-Input Molecular Logic”。
三組份溫致變色染料是由隱色體染料、顯色劑以及溶劑構成的溫致變色響應材料，其因色譜廣、溫變顏色對比度高、循環性好受到廣泛的關注以及研究。王潮霞教授團隊首次將偶氮苯光響應分子引入三組份溫致變色體系，通過偶氮光異構特性光控開關溫致變色功能。本文通過實驗與理論計算結合的手段，闡明了溫致變色過程光控制的內在機理，也為后續在多輸入分子邏輯應用、廣光譜開發以及太陽能存儲等領域奠定基礎。基于三組份溫變色染料體系質子化變色機理，通過設計合成新型偶氮苯分子作為“鎖”，光控開關隱色體染料與顯色劑分子之間的鍵合作用力。本文以十四烷氧基偶氮苯（AZO(14)）為光響應分子，添加到由隱色體染料黑（ADMF），雙酚A（BPA）以及十四醇（TD）構成的三組份體系中。依據紅外光譜監控隱色體染料（ADMF）的酯基（閉環）或者羧基（開環）結構的位移，證明Z-AZO(14)確實阻斷了顯色劑分子和隱色體染料的結合，并通過DFT計算得到Z-AZO(14)與BPA之間的結合能比E-AZO(n)與顯色劑之間的結合能，且ADMF與BPA結合能恰好介于E-AZO(n)與BPA和Z-AZO(14)與BPA之間結合能之間。因此，AZO(14)的異構能夠有效控制BPA與ADMF的結合，從而實現光控型溫致變色開關。依據光控溫致變色體系控制機理以及顏色變化性能，該論文展示了多輸入分子邏輯的信號輸入以及輸出形式。在此邏輯體系中，輸出結果不僅僅依賴于輸入信號的種類，而且受到輸入信號順序的影響。偶氮苯光異構是針對顯色劑分子的控制，不限制隱色體染料的選擇，因此可適用了大部分三組份變色體系，從而可以達到廣色域的目的。此外，偶氮苯分子具有光儲能性能，其也有望應用于太陽能儲能領域。該論文第一通訊單位為江南大學，由江南大學王潮霞教授和查爾姆斯理工大學Kasper Moth-Poulsen教授為該論文的通訊作者，江南大學博士生費良為該論文的第一作者。上述研究工作得到了國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金和歐洲研究委員會等基金資助。近年來王潮霞教授團隊在新型光致或溫致響應材料方面取得了一系列研究成果，相關研究成果以通訊作者在Angew. Chemie - Int. Ed.（2022），J. Am. Chem. Soc.（2020），Adv. Funct. Mater.（2020），Energy Storage Mater.（2021）等權威期刊發表高水平論文。
中華人民共和國國家發展和改革委員會 中華人民共和國工業和信息化部 中華人民共和國應急管理部 中華人民共和國生態環境部 中華人民共和國科學技術部 中華人民共和國財政部 中華人民共和國商務部 中國石油和化學工業聯合會
江蘇省發展和改革委員會 江蘇省工業和信息化廳 江蘇省財政廳 江蘇省生態環境廳 江蘇省科學技術廳 江蘇省商務廳 江蘇省應急管理廳 江蘇省市場監督管理局 江蘇省統計局
北京市化學工業協會 天津市石油和化工協會 遼寧省石油和化學工業協會 內蒙古石油和化學工業協會 重慶市石油與天然氣學會 河北省石油和化學工業協會 山西省化學工業協會 吉林省能源協會 黑龍江省石化行業協會 浙江省石油和化學工業行業協會 安徽省石油和化學工業協會 福建省石油和化學工業協會 江西省石油和化學工業協會 河南省石油和化學工業協會 湖北省石化行業協會 湖南省石油化學工業協會 廣東省石油和化學工業協會 海南省石油和化學工業行業協會 四川省化工行業協會 貴州省化學工業協會 云南省化工行業協會 陜西省經濟聯合會 甘肅省石化工業協會 青海省化工協會
電話：協會：025-8799064 學會：025-86799482
會員服務部：025-86918841
信息部：025-86910067
傳真：025-83755381
郵箱：jshghyxh@163.com
郵編：210019
地址：南京市夢都大街50號東樓(省科技工作者活動中心)5樓
增值電信業務經營許可證：蘇B2-20110130
