黄伟国课题组在反刚致变色荧光探针研究取得新进展

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高分子材料的微观结构与材料的宏观性能密切相关，如何实现高分子材料结构动态演变过程的可视化跟踪非常重要。引入荧光分子探针作为“内置传感器”实现高分子在聚合、降解、老化和相变过程中刚性变化的可视化感应是一种简便有效的方法。传统的刚性变色荧光分子探针主要通过发射蓝移或改变荧光发射强度来反应聚合物的刚性变化，在信号识别和量化输出、穿透深度以及灵敏度等方面存在许多局限性。

       在国家海外高层次人才计划、国家自然科学基金委、福建省自然科学基金杰青项目、中国福建光电信息科学与技术创新实验室等项目的支持下，福建物构所结构化学国家重点实验室黄伟国研究团队通过引入菲啶单元构筑大π共轭体系的荧光分子，精确调控探针分子和聚合物之间的polar-π相互作用及电荷转移路径，发展了一类反刚致变色荧光分子探针设计策略。该类荧光分子探针在聚合物基质硬化过程中产生了从蓝色到橙红色的准全色系荧光变化，发射光谱红移高达135 nm，探针分子用量低至5 ppm。基于这些特性，研究团队成功地实现了可视化实时追踪聚合反应动力学与分子量，以及原位监测聚合物降解。此外，将该荧光分子的反刚致变色特性与高分子的层级结构/拓扑结构相复合，进一步调控复合体系的荧光发射波长及圆偏振光发射极性，发展了基于聚合物自由体积变化的信息加密和防伪技术。该成果以“Rigidity-tuned full-color emission: uncommon luminescence change from polymer free-volume variations”为题，近期发表于Advanced Materials。中国科学院福建物质结构研究所冯诗语副研究员、河北大学联培硕士研究生祝丽娟和福建物构所王冬晖助理研究员为本文共同第一作者，黄伟国研究员为独立通讯作者。
       论文连接：https://doi.org/10.1002/adma.202201337


       文章来源：福建物构所
       黄伟国，福建物构所研究员，课题组长。2006年本科毕业于北京航空航天大学；2011年毕业于中国科学院化学研究所，获理学博士学位。2011年至2017年分别于美国约翰·霍普金斯大学和马萨诸塞州州立大学-阿默斯特分校进行博士后研究；2017年至2018年在美国CiDRA公司工作，任资深科学家一职。2018年入职中国科学院福建物质结构研究所，任结构化学国家重点实验室课题组长、研究员、博士生导师。