光致变色信息加密材料是依赖于外部刺激（光、温度、压力、pH等）发生可逆颜色/形态变化的功能化响应性材料，其被认为是未来多重高级加密防伪方面最具有潜力的智能材料候选者之一。但是将低温作为响应刺激源开启光致变色并且与圆偏振发光有机融合的固态多功能加密材料少有文献报道。低温刺激相比于室温或者高温刺激来说更为苛刻，解密难度要更大，这是一把更优的钥匙选择。信息解密要在特定的设备下或者场所才能满足刺激响应的需求，从而打开信息解密的安全锁。由于光致变色加密材料在极端低温条件下会抑制基态（S0）电子跃迁到激发态（S1）。这需要加密材料在极低的温度依然具有一定的电子激发为光致变色提供所需的能量供应。另外，还要有稳定的低温自由基激发和超分子手性网络两者共同来实现稳定的显色性和圆偏振性。因此，将低温刺激响应的光致变色和圆偏振发光有机融合构筑多功能固态双重信息加密材料仍是目前的研究难点。
近日，我校化工学院曹丽慧教授团队通过离子型氢键有机框架（iHOFs）具有丰富的氢键受体和多样性的结构框架特性；利用它（分子共轭、质子化效应、电荷转移和可逆结构转变）不同的光衰减路径，设计得到了R/S-iHOF-19多功能的光学功能集合体。另外，氢键的键能要低于共价键的键能，更容易实现局部位点的断键和二次成键，达到对材料性能的进一步精准调控。实现了刺激响应型低温光致变色、荧光、圆偏振发光等多种光学功能集成的晶态手性框架构筑。并且探索了R/S-iHOF-19未来在多重高级加密防伪方面的潜在应用。这项工作代表了为数不多的低温刺激响应型晶态手性超分子自组装材料的系统研究，也表明了离子型氢键有机框架(iHOF)可以作为一个新的材料设计策略，为新材料的设计、开发、探索提供可参考的研究模型。相关工作在《Angew. Chem. Int. Ed》期刊上以“Temperature and Solvent Dual Switch Photochromic Chiral lonic Hydrogen-Bonded Organic Framework for circularly Polarized Luminescence and Advanced Encryption”为题发表，陕西科技大学为唯一通讯单位，化学与化工学院2024级博士研究生周斌为论文的第一作者，曹丽慧教授为唯一通讯作者。
本文亮点：
(1). R/S-iHOF-19充分发挥其结构灵活性和氢键的动态特性，实现材料性能的精准调控。通过调控结构框架中的溶剂(水和甲醇)分子的得失可以控制光致变色的开关。实现了具有温度、溶剂双重控制的智能响应光致变色材料的探索和合成。
(2). (2).R/S-DPEN的手性基团通过与H4TPE自组装后手性尺度得到放大可以获得更高的glum值。手性胺阳离子的作用使得R/S-iHOF-19具有良好的圆偏振发光性质，并且在温度降低的过程中R/S-iHOF-19的圆偏振发光性能不段增强。通过氢键和离子键作用实现了手性信号的传递和放大。
(3). (3).R/S-iHOF-19首次将离子型氢键有机框架材料应用于光致变色和CPL材料交叉领域。将光致变色特性与圆偏振发光特性集成于同一材料体系中，实现光响应与手性发光的协同作用。实现了在同一个分子结构中将温度、溶剂双重控制的智能响应光致变色和圆偏振发光性实现完美的集成融合，并对其构效关系和相互作用机理进行深入的研究和讨论。并且，结合多学科特性，将光致变色和CPL技术与信息加密需求匹配，推动功能晶态材料在信息加密领域的创新应用。
原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202504645
新闻小贴士：
曹丽慧，陕西科技大学化学与化工学院教授，博士生导师；入选陕西省三秦英才特殊支持计划-青年拔尖人才、陕西省“科学家+工程师”创新团队首席科学家、陕西省普通高校首批“青年杰出人才”支持计划、陕西科技大学“优秀教师”，主持国家自然科学基金项目2项、省部级等各类纵向科研项目5项。以第一作者或通讯作者在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Funct. Mater.、Chem. Eng. J.、Sci. China Chem.、Chem. Mater.、ACS Materials Lett.、ACS Appl. Mater. Interfaces等国内外学术期刊上发表SCI论文30余篇，授权国家发明专利10件。
课题组网页： https://www.x-mol.com/groups/cao_lihui
