- 南京理工大學(xué)智能相變熒光材料研究新進(jìn)展
- 發(fā)布日期：2023-08-30
近日，熱致變色熒光材料以其顯著的發(fā)射顏色隨溫度變化為特征，因其在刺激響應(yīng)和光學(xué)加密技術(shù)中的前沿應(yīng)用而受到廣泛關(guān)注。然而，現(xiàn)有的熱致變色熒光材料通常具有較弱的光譜可逆性以及有限的溫和工作溫度和嚴(yán)重的發(fā)光淬滅。高溫等極端條件下的光譜切換無疑會提高加密安全性，但對目前的熱致變色熒光材料仍然具有挑戰(zhàn)性。
為了解決這一挑戰(zhàn)，李曉明教授等探索和研究了Rb2MnBr4(H2O)2及其相關(guān)晶體，并觀察到了高達(dá)473 K的高溫?zé)嶂伦兩珶晒夂?0個循環(huán)的穩(wěn)健結(jié)構(gòu)和光學(xué)可逆性。他們首先根據(jù)Rb-Mn-Br材料體系的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)，結(jié)合熱重、DSC分析和理論計算推斷出整個體系中存在三種可能的相變過程。根據(jù)晶體場強(qiáng)度理論和結(jié)晶水的發(fā)光淬滅作用，推測由于晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化會導(dǎo)致晶體配位發(fā)生改變，配位數(shù)密切影響著晶體場的強(qiáng)度進(jìn)而導(dǎo)致材料發(fā)光的改變。隨后，結(jié)合原位變溫X射線衍射以及原位變溫吸收光譜，證明了在室溫至473 K內(nèi)可以發(fā)生三階段的可逆相變，并可以在特定溫度下實(shí)現(xiàn)溫度驅(qū)動的非發(fā)光、紅色和綠色發(fā)光狀態(tài)。值得注意的是，在如此高溫下的可逆變色響應(yīng)很少被報道。并且，此材料在長期循環(huán)后仍能保持穩(wěn)健的結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性。最后，將此穩(wěn)健的高溫?zé)嶂伦兩珶晒獠牧吓c藍(lán)光量子點(diǎn)結(jié)合，構(gòu)筑了可視化溫度傳感器以及基于溫度和時間的雙重信息加密系統(tǒng)，使Rb2MnBr4(H2O)2比傳統(tǒng)鹵化物鈣鈦礦更智能。這項(xiàng)工作表明，Rb2MnBr4(H2O)2作為穩(wěn)定、高溫、無毒的調(diào)色響應(yīng)平臺，具有巨大的潛力，可用于先進(jìn)的防偽和信息安全應(yīng)用。相關(guān)成果《High-Temperature, Reversible and Robust Thermochromic Fluorescence Based on Rb2MnBr4(H2O)2for Anti-Counterfeiting》發(fā)表在材料學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Advanced Material上。南京理工大學(xué)為論文第一通訊單位，李曉明和曾海波教授為論文通訊作者，博士生劉陽為第一作者。
上述研究成果得到了國家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年基金、江蘇省基礎(chǔ)研究計劃優(yōu)秀青年基金、南京理工大學(xué)中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（交叉與原創(chuàng)專項(xiàng)）的支持。
