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随着假冒伪劣产品的泛滥,对高级防伪技术的需求促进了科学家们的研究热情。光致发光材料因其对热、溶剂、机械压力和化学物质等刺激的敏感性,在防伪技术领域展现了巨大的潜力。这些材料能够通过不同类型刺激的组合,实现复杂的光色变化,从而提升防伪标识的安全等级。尽管如此,强烈的环境刺激和特殊化学试剂的需求对于商业化应用构成了重大挑战。相较而言,通过直接调节激发波长以实现多色发射,不仅有效而且成本更低。但是,在广泛的激发波长范围内确立可调光发射与化学成分之间的精确联系,仍是防伪技术发展中的一大难题。 近日,四川大学邹国红教授团队采用多位点精细调控策略,成功在单一基质[BPy]2CdX4:xSb3+ (BPy = Butylpyridinium; X = Cl, Br; x = 0 to 0.08)中整合了三组可调节的发光颜色。特别地,[BPy]2CdBr4:Sb3+展示了从蓝光到近红外的宽谱范围发光,这不仅扩展了[BPy]2CdBr4主体基质从蓝光至黄光的发光范围,也连接了[BPy]2CdCl4:Sb3+从黄光到近红外的发光。通过对化学组分进行精细调整,研究团队实现了发光颜色的拓展或部分转变,为特定激发波长区间下的发光色彩交叉或独立发射建立了基础。这种有效的调控策略不仅丰富了单一基质的发光色彩,为多色防伪提供了新的可能性,同时也深化了可调发射与可调化学组分之间的具体联系,为通过简单的激发波长调整实现信息的动态加密与解密开辟了新途径。
通过采用含有不同链长的有机阳离子进行的优化实验,研究团队发现,带有柔性丁基链的[BPy]2CdBr4展现了非常规的anti-Kasha发射行为,实现了在多种激发波长下从蓝色到黄色的发光色彩调节能力。这种可调谐的发射特性使得[BPy]2CdBr4成为研究中选定的最优基质。 通过Sb3+的掺杂,成功将主体基质[BPy]2CdBr4的发光范围扩展至近红外区域,实现了从蓝光到红光的可调谐发射。此外,通过对卤素的进一步调节,在[BPy]2CdCl4:Sb3+中也实现了从黄光到红光的可调谐发射,这一发现进一步扩展了材料的应用潜力。光物理性质的详细表征与密度泛函理论(DFT)计算的结合深度揭示了[BPy]2CdX4:xSb3+化合物中化学组分调节与发光性能之间的密切联系。 得益于[BPy]2CdX4:xSb3+化合物的多色发光特性、一致的宽范围激发波长,以及其在不同激发波长区域下发光颜色的交叉或独立特性,该研究团队成功展示了这些化合物在多色防伪和信息加密解密中的潜在应用。与传统的单色调谐发光技术相比,将多组可调谐发射整合到单一图案中不仅丰富了颜色的展示,还显著提高了防伪技术的安全等级,增加了解码真实信息的复杂性。此外,图案中蕴含的信息能够随着激发波长的变化动态加密和解密,为防伪和信息安全领域带来了新的解决方案。这项工作不仅为有机-无机杂化金属卤化物在发光调控和应用开发方面提供了新思路,也为未来的技术创新和材料设计提供了重要的参考。 论文信息 Multisite Fine-Tuning in Hybrid Cadmium Halides Enables Wide Range Emissions for Anti-Counterfeiting Zhizhuan Zhang, Jiance Jin, Dr. Yangpeng Lin, Dr. Haiping Xu, Juan Cheng, Prof. Hongmei Zeng, Prof. Zhien Lin, Prof. Zhiguo Xia, Prof. Guohong Zou Angewandte Chemie International Edition

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