新型三芳基乙烯光致变色材料的设计合成及其在光擦写薄膜中的应用

doi:10.11896/cldb.20120263

材料导报

2022, Vol. 36

Issue (6): 20120263-5 https://doi.org/10.11896/cldb.20120263

高分子与聚合物基复合材料

新型三芳基乙烯光致变色材料的设计合成及其在光擦写薄膜中的应用

张夏宇¹, 魏珊珊¹, 黄成², 王海兰², 董孟阳², 肖雨欣², 黄荣娟², 于涛²

1 湖南工业大学包装与材料工程学院,湖南株洲 412007
2 西北工业大学柔性电子研究院,西安 710129

Design, Synthesis and Applications in Light Writable and Erasable Polymer Films of New Triarylethylene Photochromic Materials

ZHANG Xiayu¹, WEI Shanshan¹, HUANG Cheng², WANG Hailan², DONG Mengyang², XIAO Yuxin², HUANG Rongjuan², YU Tao²

1 School of Packaging and Materials Engineering, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, Hunan,China
2 Institute of Flexible Electronics, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710129, China

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摘要快速响应光致变色分子是在光照射下发生可逆的异构化反应来实现颜色改变的一类分子。此类材料在光开关、防伪和超分辨率荧光显微术等领域具有重要的潜在应用。针对传统三芳基乙烯类光致变色材料在掺杂薄膜中变色性能不足的问题,本工作把在高分子中相容性好的乙酯基引入三芳基光致变色单元,成功地开发了一种新型快速响应光致变色材料——乙酯三芳基乙烯(EF-TrPEF₂)。这种化学结构简单的新型光致变色材料在溶液态、固态和聚合物膜中表现出快速的光致变色行为。此外,由于乙酯基团的存在,此类光致变色化合物在高分子薄膜中具有极好的光致变色性能。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,EF-TrPEF₂与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有良好的相容性,可以均匀地分散在PMMA薄膜中。因此,这些具有简单分子结构的三芳基乙烯衍生物在光致变色薄膜的制备中具有极大的应用前景。

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关键词: 快速响应光致变色均匀分散高分子薄膜

Abstract: Rapid response photochromic molecules with light-induced isomerization properties under light are promising materials in the areas of photo-switches, anti-faking and super-resolution fluorescence microscopy. For the triarylethylene photochromic materials, poor photochromic properties were detected after doping in polymer films. To solve this problem, a novel fast-responsive photochromic material ethoxycarbonyl modified triarylethene (EF-TrPEF₂) was successfully designed and developed. This new photochromic material with simple chemical structure exhibits fast photochromic behavior in solution, solid state and polymer film. In addition, due to the existence of ethyl ester groups, these photochromic compounds have excellent photochromic properties in polymer films. According to the scanning electron microscope (SEM) analysis, EF-TrPEF₂ could be uniformly dispersed in PMMA film due to the good polymer compatibility of the ethoxycarbonyl groups. Therefore, these triarylethene derivatives with simple molecular structure have great application potential in the field of fabrication of photochromic polymer films.

Key words: fast-responsive photochromic uniformly dispersed polymer films

出版日期: 2022-03-25 发布日期: 2022-03-21

ZTFLH:

O64

基金资助: 国家自然科学基金(51703253);湖南省教育厅重点项目(18A259)

通讯作者: wss71@126.com;iamtyu@nwpu.edu.cn

作者简介: 张夏宇, 于2018 年9 月进入湖南工业大学包装与材料工程学院从事硕士研究工作, 2019 年7 月来到西北工业大学柔性电子研究院联合培养. 目前主要研究工作为有机光电材料合成及性能研究。
魏珊珊,湖南工业大学教授,博士研究生导师。2000年9月至2003年6月,在湘潭大学高分子化学与物理专业学习,获理学硕士学位,2003年9月至2006年6月,在中山大学高分子化学与物理专业学习,获理学博士学位。以第一作者或通讯作者在国内外学术期刊上发表论文20余篇,获授权发明专利6项。研究兴趣为功能高分子材料和无机纳米材料。主持包括国家自然科学基金、湖南省自然科学基金,湖南省科技计划项目和湖南省教育厅重点项目等多项课题。
于涛,教授,博士研究生导师,西北工业大学柔性电子研究院,博士毕业于香港大学(导师:任咏华院士)。主要研究方向为新型光电材料和响应材料的设计与合成。Nat. Comm., Adv. Mater., Chem. Sci.,Adv. Funct. Mater., Adv. Optical Mater.等期刊发表论文20余篇。申请专利20余项,主持国家自然科学基金、陕西省高校联合基金重点项目、航天科学技术基金项目、陕西省青年基金、西北工业大学翱翔海外学者项目、广东省青年创新人才、珠江科技新星等10项国家及省部级项目。

引用本文:

张夏宇, 魏珊珊, 黄成, 王海兰, 董孟阳, 肖雨欣, 黄荣娟, 于涛. 新型三芳基乙烯光致变色材料的设计合成及其在光擦写薄膜中的应用[J]. 材料导报, 2022, 36(6): 20120263-5.
ZHANG Xiayu, WEI Shanshan, HUANG Cheng, WANG Hailan, DONG Mengyang, XIAO Yuxin, HUANG Rongjuan, YU Tao. Design, Synthesis and Applications in Light Writable and Erasable Polymer Films of New Triarylethylene Photochromic Materials. Materials Reports, 2022, 36(6): 20120263-5.

链接本文:

http://www.mater-rep.com/CN/10.11896/cldb.20120263 或 http://www.mater-rep.com/CN/Y2022/V36/I6/20120263

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