摘要：CCS Chemistry是由中国化学会创办的高水平旗舰新刊，面向全球科学家，收录化学各领域高质量原创科技论文。关注CCS Chemistry，即时获取期刊相关资讯。

以下文章来源于CCSChemistry ，作者CCS Chemistry

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CCS Chemistry是由中国化学会创办的高水平旗舰新刊，面向全球科学家，收录化学各领域高质量原创科技论文。关注CCS Chemistry，即时获取期刊相关资讯。

近日，华中科技大学解孝林教授/彭海炎教授团队设计了基于超分子复合材料的一类新型全息塑料，利用正交光化学反应实现了三维 (3D) 全息图像与二维 (2D) 发光图像的无串扰集成，有望为高端防伪技术提供新方法。如图1所示，首先通过激光聚合诱导相分离原理存储Denisyuk反射式3D全息图，全息图的颜色通过相干激光的波长控制。随后借助掩模版，通过紫外光诱导的Pt(II)配合物环加成反应存储发光图像。发光图像的形成原理是，环加成反应导致分子共轭程度降低，分子间Pt···Pt和π–π相互作用减弱，曝光区域的发光光谱与未曝光区域相比显著蓝移。3D全息图在白光下裸眼可见，颜色固定；2D发光图像在紫外灯下可见，发光颜色依赖Pt(II)配合物的含量，从浅蓝色到红色可调，同时还表现出可逆温敏响应特性。

图1. 利用正交反应特性在全息塑料中无串扰集成3D全息图像与2D发光图像

背景介绍：

将多种光学图像集成到同一材料中能够显著提升信息安全性、存储容量和多样性，然而在已报道的多重图像集成技术中，图像的多样性仍有限。

本文亮点：

针对上述问题，作者设计了一种苯乙烯基吡啶配位的Pt(II)配合物，即Pt-St-R。如图2所示，该Pt(II)配合物在聚集态时分子间距满足拓扑化学反应条件 (

图2. Pt-St-R的光致环加成反应：(a) XRD图谱变化；(b) 高分辨质谱变化；(c) 根据实时傅里叶变换红外光谱表征得到的光反应动力学；(d) 吸收光谱变化；(e) 光致发光光谱变化；(f) 发光量子产率变化

将合成的Pt-St-R引入到邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯 (OPPEA)、甲基丙烯酸羟乙酯 (HEMA)、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 的全息塑料体系中，通过正交反应实现裸眼3D全息图与2D发光图像的无串扰集成。在材料体系设计上，OPPEA的折射率比PMMA高，参与光聚合反应后赋予全息塑料较高的周期性折射率调制，存储高亮度3D全息图，而少量HEMA参与共聚反应能够提高全息塑料体系的相容性，改善全息塑料的光学透明度。研究发现，采用香茅醇基元来修饰Pt(II)配合物也有助于增强体系的相容性，显著增大发光图像的颜色调控范围。

如图3所示，首先通过全息光聚合存储3D图像，随后通过绿光后固化的方式使未反应的单体反应完全，最后通过紫外掩模曝光的方式存储发光图像。在3D全息图的存储过程中，通过调控激光波长 (460、532或640 nm)，选用对应的光引发体系来控制图像颜色。入射光波 (incident wave) 与反射光波 (reflected wave) 在材料内部产生干涉，形成明暗相间的光栅结构，引发单体在相干亮区聚合，与相干暗区产生折射率差异，通过周期性折射率调制的方式存储Denisyuk反射式3D全息图。2D发光图像的存储则是利用Pt-St-R在局部区域发生光致环加成反应实现。

图3. (a) 双重图像存储过程示意图，(b) 采用Denisyuk光路存储裸眼3D全息图

如图4所示，3D全息图在白光下裸眼可见，随观察角度的变化而显示不同的部位，颜色取决于激光波长。与之不同，2D发光图像的颜色取决于Pt-St-R的含量，宽范围可调。

此外，2D发光图像还表现出优异的温敏响应特性。如图5所示，当温度从20 °C升至70 °C时，3D全息图保持不变，2D发光图像的发光强度减弱，未曝光区域的发光强度降低94%，曝光区域的发光强度仅降低50%。温度响应可逆，循环次数至少10次。

图4. 3D全息图与2D发光图像的颜色调控

图5. 全息塑料在不同温度下的全息图像和发光图像

总结与展望：

综上所述，本文设计了一种具有光致环加成反应性质的Pt(II)配合物，利用与光聚合的正交反应特性实现了裸眼3D全息图与2D发光图像在全息塑料中的集成。集成的图像类型从2D到3D，图像颜色丰富且宽范围可调，在高端防伪领域具有重要应用前景。

相关研究以Research Article的形式发表在CCS Chemistry，华中科技大学博士生王丹为第一作者，彭海炎教授为通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。

文章详情：

Photocycloaddition of Pt(II) Complexes in Supramolecular Composites for Three-dimensional + Two-dimensional Image Integration via Reaction Orthogonality

Dan Wang, Yixuan Wang, Xingping Zhou, Zhong’an Li, Haiyan Peng* and Xiaolin Xie

Cite This: CCS Chem. 2024, Just Published. DOI: 10.31635/ccschem.024.202404911

文章链接：https://doi.org/10.31635/ccschem.024.202404911

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来源：澎湃新闻客户端