智能可以被定義為感知、存儲、分析和響應(yīng)周圍環(huán)境或信息的一種能力。由于其智能光學(xué)應(yīng)用，如熒光傳感、防偽、生物成像、熒光標(biāo)簽、光電設(shè)備和微芯片等，智能發(fā)光材料已經(jīng)成為了材料科學(xué)中的一個研究熱點。對于智能發(fā)光材料來說，熒光響應(yīng)是賦予發(fā)光材料智能的關(guān)鍵因素，常常表現(xiàn)為通過熒光增強、猝滅以及發(fā)射峰的移動來輸出信號。而熒光傳感和化學(xué)防偽技術(shù)均可利用熒光響應(yīng)來實現(xiàn)。可發(fā)光的鑭系功能化的氫鍵有機框架基水凝膠薄膜作為智能發(fā)光材料，不僅制備簡單、攜帶方便，而且可以提高防偽技術(shù)的安全等級。因此，制備雙發(fā)射的鑭系功能化的氫鍵有機框架基水凝膠薄膜在應(yīng)用前景上顯示出了巨大的優(yōu)勢。

同濟大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院閆冰教授課題組在多年開展金屬有機框架功能化組裝稀土光功能雜化材料研究的基礎(chǔ)上，逐漸拓展至非金屬的有機框架晶態(tài)基元雜化材料的構(gòu)筑及功能化。比如，在共價有機框架材料的后合成功能化方面取得了系列進(jìn)展(J. M. Wang, B. Yan*, et al., Inorg. Chem. 2019, 58, 9956-9963; Anal. Chem. 2019, 91, 13183-13190; ACS Appl. Mater. Interface 2020, 12, 12990-12998; Anal. Chem. 2021, 93, 4308-4316; J. Mater. Chem. C 2021, accepted)。

在該項研究工作中，研究團隊基于原位合成方法成功地制備了氫鍵有機框架基水凝膠，然后通過銪離子與海藻酸鈉水凝膠的交聯(lián)反應(yīng)制備出具有雙發(fā)射鑭系功能化氫鍵有機框架基薄膜。該薄膜關(guān)閉紫外線燈后顯示藍(lán)綠色長余輝，長余輝壽命達(dá)到1.99秒。根據(jù)熒光響應(yīng)的不同，該薄膜作為熒光傳感器在10種喹諾酮中對氧氟沙星和氟甲喹有很好的選擇性并且遵循色度和比率傳感模式。低檢出限分別達(dá)到0.443 ppm和0.114 ppm。研究團隊還利用能量轉(zhuǎn)移過程深入探討了薄膜對兩種喹諾酮的熒光響應(yīng)機制。薄膜在血清和尿液中對氧氟沙星和氟甲喹也有很強的檢測能力。為了進(jìn)一步實現(xiàn)該薄膜的光學(xué)應(yīng)用，研究人員利用對氧氟沙星和氟甲喹不同熒光響應(yīng)機制，制備了熒光膜陣列和激發(fā)光調(diào)控的光學(xué)防偽薄膜，它們可以應(yīng)用于多重信息的加密、解密和解碼。該研究工作提出了一種制備新型雙發(fā)射鑭系功能化氫鍵有機框架基薄膜的簡單方法，同時提供了智能發(fā)光材料用于熒光傳感和光學(xué)防偽技術(shù)的一個典型案例。

該項研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目和同濟大學(xué)發(fā)展科學(xué)基金項目的支持。閆冰教授為該論文的唯一通訊作者，博士生徐鑫為該論文的第一作者，博士生王金敏參與了相關(guān)工作。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202103321

來源：同濟大學(xué)