南京理工大学智能相变荧光材料研究获新进展

　　【仪表网 研发快讯】热致变色荧光材料以其显著的发射颜色随温度变化为特征，因其在刺激响应和光学加密技术中的前沿应用而受到广泛关注。然而，现有的热致变色荧光材料通常具有较弱的光谱可逆性以及有限的温和工作温度和严重的发光淬灭。高温等极端条件下的光谱切换无疑会提高加密安全性，但对目前的热致变色荧光材料仍然具有挑战性。
 

　　为了解决这一挑战，李晓明教授等探索和研究了Rb2MnBr4(H2O)2及其相关晶体，并观察到了高达473 K的高温热致变色荧光和80个循环的稳健结构和光学可逆性。他们首先根据Rb-Mn-Br材料体系的化学组成和晶体结构，结合热重、DSC分析和理论计算推断出整个体系中存在三种可能的相变过程。根据晶体场强度理论和结晶水的发光淬灭作用，推测由于晶体结构发生变化会导致晶体配位发生改变，配位数密切影响着晶体场的强度进而导致材料发光的改变。随后，结合原位变温X射线衍射以及原位变温吸收光谱，证明了在室温至473 K内可以发生三阶段的可逆相变，并可以在特定温度下实现温度驱动的非发光、红色和绿色发光状态。值得注意的是，在如此高温下的可逆变色响应很少被报道。并且，此材料在长期循环后仍能保持稳健的结构和光学特性。最后，将此稳健的高温热致变色荧光材料与蓝光量子点结合，构筑了可视化温度传感器以及基于温度和时间的双重信息加密系统，使Rb2MnBr4(H2O)2比传统卤化物钙钛矿更智能。这项工作表明，Rb2MnBr4(H2O)2作为稳定、高温、无毒的调色响应平台，具有巨大的潜力，可用于先进的防伪和信息安全应用。相关成果《High-Temperature, Reversible and Robust Thermochromic Fluorescence Based on Rb2MnBr4(H2O)2 for Anti-Counterfeiting》发表在材料学领域顶级期刊Advanced Material上。我校为论文第一通讯单位，李晓明和曾海波教授为论文通讯作者，博士生刘阳为第一作者。
 

图1 可逆结构转变示意图
 

图2 可视化温度传感器以及基于温度和时间的信息加密
 

　　上述研究成果得到了国家自然科学基金委优秀青年基金、江苏省基础研究计划优秀青年基金、南京理工大学中央高校基本科研业务费(交叉与原创专项)的支持。