西北工大團(tuán)隊(duì)開發(fā)新型3D可打印材料：可見光觸發(fā)雙重光學(xué)功能，助力信息存儲(chǔ)技術(shù)突破

     近日，西北工業(yè)大學(xué)于濤教授和黃維教授團(tuán)隊(duì)在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（JournaloftheAmericanChemicalSociety）發(fā)表重要研究成果，成功開發(fā)出兼具可見光觸發(fā)光致變色與室溫磷光（RTP）特性的3D可打印材料。這一突破不僅為多功能光敏材料設(shè)計(jì)提供了新策略，更為高分辨率光學(xué)多通道信息存儲(chǔ)技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。

    突破傳統(tǒng)局限：可見光激活的雙重功能材料

    傳統(tǒng)光響應(yīng)有機(jī)材料多依賴紫外光激活，且功能單一，極大限制了其在可擦除光打印、多模式信息加密等領(lǐng)域的應(yīng)用。而該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的三苯乙烯衍生物（DBTDpH、DBTDpF、DBTDpCl），通過(guò)分子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵突破：

    在分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，團(tuán)隊(duì)通過(guò)引入二苯并噻吩擴(kuò)展π共軛體系，使材料吸收峰和激發(fā)光譜紅移至可見光范圍；同時(shí)利用鹵素取代（氟、氯）與扭曲分子構(gòu)型，構(gòu)建了豐富的分子間相互作用（如C?H···π、鹵素鍵），有效穩(wěn)定三重態(tài)激子并降低能量損耗，最終實(shí)現(xiàn)了可見光（405nm）觸發(fā)的雙重響應(yīng)——無(wú)色到紅色的可逆光致變色，以及亮黃色室溫磷光發(fā)射（余輝持續(xù)約1秒）。

    創(chuàng)新設(shè)計(jì)策略：兼顧光學(xué)性能與可加工性

    該材料的核心優(yōu)勢(shì)源于兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)策略：

    一是主客體復(fù)合體系：將分子嵌入光敏環(huán)氧丙烯酸酯/丙烯酸（EA/AA）聚合物基質(zhì)中，剛性基質(zhì)既抑制了非輻射衰變以延長(zhǎng)磷光壽命（DBTDpCl@EA/AA的RTP壽命達(dá)103.43ms），又保留了光致變色所需的分子構(gòu)象靈活性，實(shí)現(xiàn)了性能平衡。

    二是3D打印適配性：借助數(shù)字光處理（DLP）技術(shù)，材料可直接作為"油墨"打印高精度結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)節(jié)摻雜濃度（0.01wt%和1wt%），能制備出具有濃度依賴性的光學(xué)圖案——高濃度區(qū)域兼具光致變色與RTP功能，低濃度區(qū)域僅顯示RTP，為多模式信息加密提供了靈活工具。

    應(yīng)用前景廣闊：從個(gè)性化結(jié)構(gòu)到多通道信息存儲(chǔ)

    研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)展示了材料的實(shí)用價(jià)值：利用DLP技術(shù)打印的中國(guó)傳統(tǒng)亭子模型，在可見光照射下，高濃度區(qū)域快速變紅，而低濃度區(qū)域僅在黑暗中顯現(xiàn)磷光；熊貓與竹子圖案的3D打印結(jié)構(gòu)，則能通過(guò)光致變色（1wt%濃度）與磷光（0.01wt%濃度）實(shí)現(xiàn)信息分層存儲(chǔ)。

    更值得關(guān)注的是其在信息加密領(lǐng)域的潛力。基于材料的雙重響應(yīng)特性，研究人員實(shí)現(xiàn)了莫爾斯電碼的多通道存儲(chǔ)——在室內(nèi)光下讀取一組信息，在黑暗中則顯示另一組完全不同的內(nèi)容，且經(jīng)過(guò)79次循環(huán)測(cè)試仍保持穩(wěn)定性能，展現(xiàn)出優(yōu)異的抗疲勞性。

    學(xué)術(shù)價(jià)值與未來(lái)展望

    該研究首次實(shí)現(xiàn)了可見光激發(fā)的光致變色與室溫磷光雙功能3D打印材料，其創(chuàng)新點(diǎn)在于通過(guò)局部剛性設(shè)計(jì)與主客體策略，解決了光化學(xué)過(guò)程與輻射躍遷的固有矛盾。這種設(shè)計(jì)思路為開發(fā)新型智能光響應(yīng)材料提供了普適性方法。

    未來(lái)，這類材料有望在高端防偽、動(dòng)態(tài)光學(xué)器件、生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。隨著3D打印技術(shù)的結(jié)合，個(gè)性化功能結(jié)構(gòu)的快速制備將成為可能，推動(dòng)光學(xué)信息存儲(chǔ)技術(shù)向更高分辨率、更多維度發(fā)展。