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【科研论文】Chem Eur J | 液态PEG/PEGDA基质助力空气环境下高效TTA上转换及其信息加密应用
发布时间:2025-04-17

英文原题:Liquid PEG and PEGDA as Protective Matrices for TTA-UC Functioning in Air and Their Application in Information Encryption

第一作者:万仕刚副教授、王董煊(22级研究生)

通讯作者:叶常青教授

作者:万仕刚、王董煊、史益忠、陈硕然、叶常青


        三重态-三重态湮灭上转换(TTA-UC)技术在生物成像、信息加密、3D打印等领域具有重要应用潜力,但其对氧气的高度敏感性严重限制了实际应用。传统方法依赖惰性气体或化学除氧剂,难以满足便捷化与功能化需求。如何通过材料设计实现空气中高效稳定的TTA-UC体系,并拓展其智能响应功能,是该领域的核心挑战。

        课题组创新性地利用液态聚乙二醇(PEG-200)和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-575)作为溶剂与单线态氧清除剂,结合铂卟啉(Pt(OEP))光敏剂与9,10-二苯基蒽(DPA)湮灭剂,成功构建了空气中高效运行的绿转蓝TTA-UC体系,并开发出可擦写、时间依赖的信息加密平台。相关成果以“Liquid PEG and PEGDA as Protective Matrices for TTA-UC Functioning in Air and Their Application in Information Encryption”为题发表于《Chemistry – A European Journal》。

        研究亮点:光化学除氧与动态调控的协同突破。PEG-200在光激发下可通过α-醚键C-H氧化高效清除单线态氧,使Pt(OEP)/DPA体系在空气中的上转换量子效率达7.6%,接近氮气环境下的9.3%。进一步利用PEGDA-575的光聚合特性,首次实现TTA-UC发光与材料相变的动态耦合:在532 nm激光照射下,PEGDA发生原位聚合固化,显著抑制Pt(OEP)与DPA的能量转移,使体系发光从湮灭剂的蓝色上转换(433 nm)转变为光敏剂的红色磷光(645 nm)。基于此,课题组开发了“写入-加密-擦除”三阶段信息加密策略:

        1、加密写入:采用Pt(OEP)/DPA/PEGDA墨水直写图案,初始状态下显示红蓝混合光;

        2、选择性解密:通过特定波长(365 nm或532 nm)光照触发局部聚合,使加密信息仅在特定光条件下显现;

        3、瞬时擦除:延长光照使整片材料固化,信息永久消失。实验表明,该平台可实现图案在30秒内的动态加密/擦除,且支持时间依赖的多级信息隐藏(如图“TTA”字样随时间从紫色渐变为红色)。

具备光化学除氧功能的聚合物基TTA-UC墨水实现高级信息加密应用


        此项工作首次将TTA-UC的光调控特性与聚合物相变结合,为空气中高效上转换体系的设计提供了新思路。所开发的信息加密材料无需复杂合成,仅通过墨水混合与光刻工艺即可制备,在柔性光电子标签、动态防伪、时间锁密信等领域具有广阔应用前景。


Liquid PEG and PEGDA as Protective Matrices for TTA-UC Functioning in Air and Their Application in Information Encryption

Shigang Wan, Dongxuan Wang, Yizhong Shi, Shuoran Chen, Changqing Ye*

Chem. Eur. J. 2025, 31(28): e202500714

First published: 17 April 2025

原文链接:https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/chem.202500714