Fluolab【Angew.Chem.】 光致变色金属有机框架实现多色余辉与白光发射：面向高级防伪与信息加密的新策略
文章标题：Photochromic Metal‐Organic Frameworks With White‐Light Emission, and Multicolor Afterglow for Advanced Anti‐Counterfeiting and Encryption
通讯作者：Zheng Wang
文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.7328455
文章概要
引言
长余辉发光材料（LAL）因其在生物成像、防伪、信息加密和光学记录中的独特优势而备受关注。然而，在室温条件下，非辐射跃迁和三重态激子的环境猝灭使得实现高效率与长寿命的结合极具挑战。金属有机框架（MOFs）凭借高结晶性、结构刚性和周期性孔隙，为抑制非辐射过程提供了理想平台。本研究设计了一种三嗪基配体（HL），并与不同卤化镉盐（CdX₂，X = Cl, Br, I）反应，成功构筑出一系列卤素调控的X-MOFs。这些材料不仅展现出多色余辉和光致变色，还能实现冷暖白光的可调发射，为单组分多功能LAL材料的开发提供了新思路。
主要实验及结论
研究首先通过核磁、热重分析和单晶衍射确认了X-MOFs的结构稳定性，其框架在350°C以下保持稳定。光致发光测试显示，X-MOFs在短延迟下表现出双重磷光发射，且随卤素原子序数增加而红移。光致变色实验表明，紫外照射可诱导材料由黄色转为灰色，源于HL自由基的生成，并伴随光热效应。进一步的光谱与电子顺磁共振分析揭示了氧到氮的电子转移机制。
在光学性能方面，X-MOFs实现了冷暖白光的动态调控，相关色温（CCT）范围从约5000K到10900K，显色指数（CRI）最高可达77。长余辉实验显示，材料在不同激发波长和温度下呈现绿色、黄绿色到黄色的余辉，并在低温下表现出更强的发光强度和颜色变化。理论计算（DFT与TD-DFT）进一步揭示了卤素参与的电荷转移过程及双重磷光的来源。
在应用层面，研究展示了X-MOFs在多重信息加密和动态防伪中的潜力。例如，通过不同激发波长与扫描顺序，可实现多层次的加密信息读取；利用材料的时间依赖余辉特性，还能构建复杂的二进制加密逻辑，实现“KEY 420”等信息的解码。这种多响应特性显著提升了防伪与加密的安全性与复杂度。
总结及展望
本研究成功设计并合成了具备长余辉、光致变色、白光发射和光热响应的单组分X-MOFs。卤素的引入不仅增强了结构刚性和自旋轨道耦合，还赋予材料多色余辉与可调白光的能力。其在防伪与信息加密中的应用展示了极高的安全性与灵活性。未来，这类材料有望在高性能光电器件、先进防伪技术以及复杂数据加密领域发挥重要作用，为多功能发光材料的设计提供了新的范式。