室温磷光（RTP）是一种独特的光物理现象，相关材料在撤去激发光源后，可以持续数秒到几小时的长寿命发射。由于其较大的斯托克斯位移和长发光寿命等特性，RTP材料在信息加密、生物成像、化学传感等领域有着重要的应用前景。特别地，与广泛应用的荧光标签相比，RTP材料具有额外的时间维度和更为丰富的光学可调性，因而在多级信息编码中展现出更高的隐蔽性和难以复制性，更适用于高等级的信息加密与防伪。近十年来，该领域得到了迅猛发展并取得了诸多令人印象深刻的进步，但在没有任何繁琐制备过程的情况下，按需且高效操纵RTP性能仍然是一个很大的挑战，这极大地限制了其在定制化高级信息加密和防伪方面的相关应用。此外，如何巧妙整合多色荧光和精确可调的余辉应用于多级信息编码以提高加密安全性有待进一步探索与优化。
近日，该团队基于上述问题报道了一种镧系金属配位精准调控有机室温磷光材料性能的策略，获得了定制化的荧光、磷光性能并建立了高安全等级的多级信息加密防伪应用。该工作以题为“Finely Manipulating Room Temperature Phosphorescence by Dynamic Lanthanide Coordination toward Multi-Level Information Security”发表于Nature Communications上。
首先，作者将具有金属配位能力的三联吡啶苯硼酸（TPYBOH）通过高效的B-O click反应共价嵌入到聚乙烯醇（PVA）中，获得了具有亮蓝色磷光发射的聚合物基RTP材料（TPYBOH@PVA）（图2）。进一步地，通过调整磷光团的掺杂量，实现了对磷光性能的优化。结果显示在掺杂量为0.6 wt%时，材料表现出最佳的磷光性能，寿命达到629 ms，属于长寿命RTP，为后续精准调控提供了良好的条件。
图2 TPYBOH@PVA薄膜的化学组成及光物理性质
图4 镧系掺杂磷光薄膜在紫外灯开关前后的照片
图6 多级信息编码系统的构建与解密
宁波材料所硕士李龙强为论文第一作者，陈涛研究员、尹光强助理研究员为论文通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划（2022YFB3204301），国家自然科学基金 （22205249），中国博士后科学基金（2021TQ0341，2022M723252），浙江省自然科学基金（LQ23B040002），宁波市自然科学基金（2021J203），中国科学院宁波材料所所长基金（2021SZKY0305）等项目的资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-47674-x
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