Zhen Yan, Taihong Liu,* Liping Ding,* and Yu Fang. https://doi.org/10.1021/acscentsci.6c00693
作为功能材料科学领域的新兴前沿，多色荧光智能材料因其固有的多功能性以及可精准调控的荧光特性而备受关注，从而为构建日趋复杂且功能多样的平台提供了可能。本展望系统总结了基于小有机分子的多色荧光材料的最新研究进展，涵盖其设计原理、光学性质及多样化应用。实现多色荧光发射的策略主要包括：基于电子激发态与分子本征结构的经典方法，以及调控分子构象转换、分子聚集态结构等新兴策略。进一步介绍了由上述设计策略所驱动的多色荧光材料在荧光传感、防伪、信息加密与解密等领域的先进应用。最后，展望了该领域面临的主要挑战与未来机遇，旨在加速智能材料与器件的发展。期望这些见解能够启发更多关于多色荧光智能材料及其先进应用的创新性研究。
多色荧光智能材料仍面临构效关系不明、光学性能不足及多刺激响应等挑战。机器学习可加速分子设计与性质预测，结合原位表征与理论建模，能揭示光物理机制。与柔性基底集成可推动可穿戴传感器，提升生物相容性助力个性化医疗。关键在于设计多可调发光中心材料，兼顾快速响应与高色纯度，深入理解结构-性能-功能关系。
图1. 描述不同光物理机制的能级图：(a) 分子内电荷转移（ICT）；(b) 荧光共振能量转移（FRET）；(c) 激发态分子内质子转移（ESIPT）；(d) 噻唑并噻唑染料结构及其溶剂依赖性荧光性质；(e) Nme-BEN结构及Nme-BEN粉末在光照下的可逆变色现象。S0表示基态，S1表示第一单重激发态。缩写说明：Abs为吸收，LE为局部激发态，CT为电荷转移，TICT为扭曲的分子内电荷转移，Em为发射，J(λ)表示供体发射与受体吸收之间的光谱重叠程度，RPT为反向质子转移，R为供体与受体之间的距离，FL为荧光。
图2. (a) 基于分子结构变化的功能基团：(a-1) 顺/反异构化；(a-2) 开环/闭环异构化；(a-3) 质子化/去质子化过程；(b) 基于螺吡喃结构的光致图案化与暗态擦除循环过程；(c) DPA-TPE-Py试纸对DCP蒸气响应的颜色变化。
第一作者：陕西师范大学博士研究生闫珍
通讯作者：陕西师范大学丁立平教授、刘太宏教授
全文链接：https://doi.org/10.1021/acscentsci.6c00693
