福建物构所反刚致变色荧光探针研究获进展

高分子材料的微观结构与材料的宏观性能相关，如何实现高分子材料结构动态演变过程的可视化跟踪颇为重要。引入荧光分子探针作为“内置传感器”以实现高分子在聚合、降解、老化和相变过程中刚性变化的可视化感应是简便有效的方法。传统的刚性变色荧光分子探针主要通过发射蓝移或改变荧光发射强度来反应聚合物的刚性变化，在信号识别和量化输出、穿透深度及灵敏度等方面存在局限性。

中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室黄伟国研究团队引入菲啶单元构筑大π共轭体系的荧光分子，精确调控探针分子和聚合物之间的polar-π相互作用及电荷转移路径，发展出一类反刚致变色荧光分子探针设计策略。该类荧光分子探针在聚合物基质硬化过程中产生了从蓝色到橙红色的准全色系荧光变化，发射光谱红移高达135 nm，探针分子用量低至5 ppm。基于这些特性，研究实现了可视化实时追踪聚合反应动力学与分子量以及原位监测聚合物降解。此外，将该荧光分子的反刚致变色特性与高分子的层级结构/拓扑结构相复合，进一步调控复合体系的荧光发射波长及圆偏振光发射极性，发展了基于聚合物自由体积变化的信息加密和防伪技术。

近日，相关研究成果以Rigidity-tuned full-color emission: uncommon luminescence change from polymer free-volume variations为题，发表在Advanced Materials上。研究工作得到海外高层次人才计划、国家自然科学基金、福建省自然科学基金、中国福建光电信息科学与技术创新实验室等的支持。

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反刚致变色荧光探针对聚合物刚性变化的可视化跟踪