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港城大李振声教授、苏大李盛亮教授《Adv. Mater.》：分子间电荷转移在聚合物网络内的近红外调控与应用

时间：2022-08-25 来源： 浏览：

港城大李振声教授、苏大李盛亮教授《Adv. Mater.》：分子间电荷转移在聚合物网络内的近红外调控与应用

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#分子间电荷转移 1 个
#聚合物网络 2 个
#近红外调控 1 个
#电荷转移光学滤光镜片 1 个
#信息安全 1 个

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分子间电荷转移是一种发生于分子之间的空间电荷转移模式，已经在诸多领域得到了验证，同时也在各个应用领域发挥出了举足轻重的作用。常见的分子间电荷转移主要呈现在晶体材料以及固体薄膜、粉末中，且其电荷转移性质可以通过调控能量供体 (Donor, D) 与能量受体 (Acceptor, A) 的种类以及比例进行有效地调控和应用。但是，如何更精细地调控该行为仍然是目前的主要挑战，且发展更适合特定应用场景的分子间电荷转移功能材料仍有待进一步开发。
近日，香港城市大学 李振声 教授 与 苏州大学 李盛亮 教授 在 Advanced Materials (IF: 32.086) 上发表了题为 “ Harnessing Polymer-Matrix-Mediated Manipulation of Intermolecular Charge-Transfer for Near-Infrared Security Applications ” 的 研究论文。该研究发展了一种 聚合物基质内分子间电荷转移调控方法，在此基础上实现了高效的近红外滤镜以及信息安全应用 。该团队首先利用 聚合物丙烯酸树脂（ PMMA ）作为调节介质 ，同时采用传统的溶液蒸发法，实现了在 聚合物基质 PMMA 的固定刚性空间内部供体分子（ D ）与受体分子（ A ）的分子间相互作用 的有效调控。在此基础上，所得的分子间电荷转高分子薄膜的光学吸收和穿透性从可见光区到近红外区 能够被有效的控制，获得了一种特异性穿透近红外光的光学滤光镜片 ( CTC-F ) 。 研究人员进一步将所得电荷转移光学滤光镜片应用于图像加密信息提取以及二维码红外信息识别，展现了良好的应用潜力。在此基础上，针对当前的新冠防疫情况和检验需求，研究人员进一步将隐藏于近红外的个人信息进行高分辨率地读取，满足个人信息在新冠防疫形势下的公共场所以及出入境管控的信息保密与防卫。
 

图 1.   分子间电荷转移 在 聚合物 网络空间内的 调控与应用示意图。
 

图 2.  A) 电荷转移光学滤光镜片 材料准备 流程图。电荷转移复合物不同掺杂比的实物图 (B) 、 吸收光谱 (C) 以及 透射光谱 (E) 。 D) CT 光谱截至位置 在 不同制备温度 以及 掺杂比 的影响 。 F) 不同掺杂比的 电荷转移光学滤光镜片 在 780 和 1100 nm 处的透射 比率 。
 

图 3.  A) 电荷转移光学滤光镜片组装 示意图。 B ) 电荷转移光学滤光镜片的近红外文字 读取。 C ) 电荷转移光学滤光镜片的近红外图像 读取的照片。 D ) 电荷转移光学滤光镜片的近红外二维码保密信息 读取照片。

 
图 4 . A) 电荷转移光学滤光镜片 读取个人健康信息示意图。 B) COVID-19 个人信息提取 实际应用照片。 C) COVID-19 个人保密信息读取 流程。

该研究的意义在于，发展了一种新的分子间电荷转移方法，同时为红外信息的保密和信息安全提供了一种潜在的工具。
相关研究成果近期发表在 Advanced Materials 上， 论文 的第一作者是香港城市大学博士研究生 田爽 ，苏州大学 李盛亮教授 和香港城市大学 李振声教授 为论文的通讯作者。

论文信息 Shuang Tian, Jihua Tan, Tianxing Kang, Chen Cao, Jie Pan, Yafang Xiao, Xiao Cui, Shengliang Li,* and Chun-Sing Lee*  Harnessing Polymer Matrix-Mediated Manipulation of Intermolecular Charge-Transfer for Near-Infrared Security Applications. Adv. Mater.   2022 , 10.1002/adma.202204749 .

原文链接 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202204749 

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