华中科技大学王锋教授《AM》：智能形致变色荧光材料及可擦除荧光墨水 | 前沿用户报道

PGP 是一种末端含有芘分子单元和胺基的树枝状聚合物（图1），PGP 聚合物中预设了四种具有刺激响应的分子结构特征：双亲性、芘单体/二聚体响应性、主客体组装性及可逆螯合位点——这些分子结构特征使得 PGP 显示出丰富的“智能”特性。在水溶液中，PGP 的双亲性促使其自组装成为球状核壳胶束，球状胶束的结构特征进一步促成了芘单元的激基缔合物（excimer）特征发光（青绿色荧光）；在有机溶剂中，PGP 又可以解组装为无规则树枝状，这种形状有利于芘以单体形式发光（蓝色荧光）；通过芘与γ-环糊精的主客体作用，PGP在水中进一步与环糊精组成标准的长方形纳米片，实现芘激基缔合物发光的进一步红移，从而发出特征的黄色荧光。通过在标准纳米片体系中引入金刚烷客体分子，PGP 与环糊精形成纳米片快速解组装，PGP 重新形成球状胶束，荧光颜色也由黄色恢复为青绿色。通过外部刺激，PGP 展现出丰富的组装行为，并表现出特有的形致荧光变色效应。 

PGP 含有大量末端氨基，这些氨基作为路易斯碱可与 Cu²⁺ 原位形成过渡金属配位中心，配位中心有可能作为电子受体通过光诱导电子转移（photoinduced electron transfer）猝灭附近芘单元的荧光；引入与 Cu²⁺ 具有更强配位能力EDTA，破坏芘附近猝灭中心，又可以恢复 PGP 中芘分子的发光。基于这一原理，PGP 被还设计为一种具有多次擦除/显影特性的荧光墨水。利用 GP 墨水打印的荧光图案（图2）可通过循环喷洒 Cu²⁺ 水溶液和 EDTA 水溶液实现多次的荧光擦除和显影——这一特性完全在常用的纸张上实现，显示出 PGP 潜在的实际应用前景。

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