聚合物基質的有機光學材料在柔性電子、智能響應、防偽和信息存儲等領域備受關注，盡管聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮和聚甲基丙烯酸甲酯等常見聚合物已成為構建磷光材料的常見基質，但人類生活中最常用的塑料聚合物，如聚對苯二甲酸乙二醇酯 (PET)、聚苯乙烯(PS)和聚氯乙烯(PVC)等很少被構建成光學材料。此外，光致變色與室溫磷光(RTP)作為兩種重要的光學現象因其對主體基質環境(剛性環境抑制激子的非輻射躍遷以實現磷光發射，柔性環境有利于分子的構型變化以實現光化學反應)的相互矛盾需求，難以在同一材料中共存，使得大多數發光材料的性能單一。因此，構建以PET、PS、PVC等常見聚合物塑料為基質的雙功能光學薄膜，將極大的提升其工業科技價值。 近日，溫州大學的雷云祥教授、黃小波教授聯合淮北師范大學任悅副教授設計了一種新型雙功能分子(2 ' -二苯基- 3，3 ' -聯苯并呋喃(DBF))作為客體。DBF具有明顯的、可逆的光照變色性質(在紫外光和白光的照射下可以快速在無色與深紅色中切換)，且具有極高的光化學反應活性，即使在低溫環境中(液氮)仍具有光照變色效應，此外，較高的共軛程度使得DBF具有較強的發光能力，在低溫環境中具有長達3-5秒的黃色余暉。
該團隊成功突破基質效應，以PET、PS、PVC等中等剛性聚合物作為主體，平衡分子運動抑制與構型變化空間，實現了摻雜薄膜光致變色(無色?深紅)與RTP (3-4秒的橙色余暉)的共存。并成功制備長200米、寬20厘米、厚度60-70微米的大面積透明工業級薄膜，且具有優異的熱穩定性(290℃不分解)、光穩定性(20次循環無疲勞)和環境適應性(耐水浸、日曬)等優點。 DFT理論模擬計算表明在紫外光激發下，DBF經S3激發態→三線態快速轉化（能壘僅1.47 kcal/mol），發生6π電環化生成中間體DBF-C，隨后C-O鍵斷裂形成DBF-F，DBF的激發態反應速率常數在室溫下分別達1.85×108 s-1。此外DBF單晶結構以及理論計算同時表明客體分子在進行光化學反應時構型的變化程度較小，這進一步減少了對柔性主體基質的依賴。 最終，該工作通過分子設計與摻雜策略，成功賦予PET、PS、PVC等常見塑料實現雙功能光學特性，突破光致變色與RTP的共存難題，此外，工業級薄膜的制備驗證了其規模化應用潛力，為傳統聚合物升級為高性能光學材料提供了新范式。 論文信息 Large-Area, Ultra-thin Organic Films with Both Photochromic and Phosphorescence Properties Chuanli Chen, Weijing Zhang, Zeng Wang, Xin Wang, Jianhui Yang, Yue Ren, Ziqi Huang, Wenbo Dai, Xiaobo Huang, Yunxiang Lei Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202501448
