非经典发光材料不含传统芳香发色团，是当今发光材料的研究热点之一。但长期受困于一个核心痛点：可见光激发下难以产生高效长余辉。现有体系大多依赖紫外光激发，而紫外光对生物组织和常规介质具有潜在伤害，且难以满足复杂场景下多维度信息加密的需求。

  如何通过简单、普适的策略，赋予普通聚合物以可见光激发的长余辉性能，并进一步拓展其在高阶加密领域的应用，是当前智能材料研究的前沿挑战。

  针对上述难题，本研究提出复合诱导的非经典余辉新策略：将脂肪族聚酯与偏硼酸通过热加工直接复合，在不改变聚合物化学结构的前提下，成功实现了激发依赖的可见光长余辉发射。尤为重要的是，研究团队首次将激发依赖特性与魔方空间旋转相结合，构建了六维度动态加密平台，极大提升了信息加密的安全性与复杂度，这一工作为非经典发光材料的设计提供了新思路，也为动态防伪与智能加密开辟了全新路径。

  近日，天津科技大学赵倩-李盛华课题组联合天津师范大学、阿安笛生物科技(天津)有限公司等单位报道了一种让普通塑料变身智能发光材料的新方法——将脂肪族聚酯与偏硼酸进行简单的热处理，所得复合材料PES@MBA 在紫外灯（254 nm）关闭后发出深蓝色余辉（431 nm，持续7秒），而在可见光（405 nm）关闭后则呈现黄绿色余辉（535 nm，持续6秒），实现了可见光激发下的激发依赖长余辉，并进一步借助 TS-FRET 技术引入商品化染料，将余辉颜色拓宽至红色区域。在此基础上，研究团队创造性地将“光控变色”能力与魔方的空间旋转相结合，构建了六维动态加密平台，成功对“MIKOJQVSN”和“OOTOOTJJO”两组信息进行高安全级动态编码与解码。

  2026年6月1日，相关成果以“Excitation Dependent Nonconventional Afterglow for 6D Dynamic Encryptions” 发表在 Advanced Materials 期刊上。天津科技大学硕士研究生杨舒悦为文章的第一作者，天津科技大学赵倩副教授、李盛华副教授、阿安笛生物科技(天津)有限公司李九远博士为共同通讯作者。

  传统的非经典发光材料难以在可见光下产生余辉，在此基础上本研究另辟蹊径，将脂肪族聚酯与偏硼酸通过一步物理共混复合，无需任何化学修饰，便使普通聚酯“脱胎换骨”。所得PES@MBA复合材料在254 nm紫外光关闭后释放蓝色余辉；切换到405 nm可见光关闭后，则呈现黄色余辉。

图1. 无机-脂肪族聚酯复合材料的制备、结构及多功能应用示意图

  这种激发依赖行为源于热加工过程中形成的不同尺寸簇聚体，其空间相互作用有效锁住分子运动，抑制非辐射耗散，同时促进系间窜越，从而在温和条件下实现了可见光激发的室温磷光。这一策略简单、普适、可规模化，为非经典发光材料的设计打开了一扇新的大门。

图2. PES@MBA复合材料的光物理性质及结构表征

  该策略不仅在PES上奏效，更展现出优异的普适性。研究团队将PEA、PBA、PPA、PBS、PCL、PLA等六种脂肪族聚酯，乃至含芳香链段的PBAT共聚物分别与偏硼酸复合，所有复合材料均表现出激发依赖的多色余辉。

图3. 多种聚酯@MBA复合材料的光物理性质

  通过系统表征证实，聚酯在复合过程中未发生任何共价反应，仅为物理混合，理论计算进一步揭示：聚酯链在部分脱水的偏硼酸刚性基质中自发形成螺旋构象，链内氧原子间距远小于范德华半径之和，产生强烈的空间相互作用。这一“结构-性能关联”为后续材料设计提供了明确指导。

图4. 理论计算模拟聚酯链与部分脱水MBA的分子间相互作用

  单一材料的余辉颜色有限，如何进一步拓展？研究团队引入了“三重态-单重态F?rster共振能量转移”（TS-FRET）技术，即以PES@MBA为能量供体，商品化溶剂红197或溶剂绿5为能量受体，通过简单物理掺杂，成功将余辉发射从深蓝色（431 nm）一路延伸至品红色（589 nm），或从蓝绿色调制为黄绿色。

图5. TS-FRET过程及全色余辉调控

  随着染料比例的增加，能量转移效率逐步提升，供体余辉被有效“接力”至受体，实现颜色连续可调。这一策略无需复杂合成，仅靠商业染料即可完成，为高阶防伪和动态加密提供了充足的“色盘”。

  本研究的巅峰应用是将材料的物理特性升华为信息安全的艺术。团队巧妙地将五种不同余辉性能的复合材料涂覆于魔方的六个面，并引入两种商业染料作为辅助。

图6. 6D动态加密系统

  魔方在日光、紫外灯开/关、可见光开/关五个光学状态下的颜色变化，构成了五个光学维度；而魔方的空间旋转则作为第六维自由度，通过预设的旋转序列与光源切换，系统可在加密状态I和II之间动态切换。解密时，将每个面在五种光学模式下的颜色矩阵转化为数字矩阵，求和后转换为ASCII码，即可准确还原出目标信息，这套体系真正实现了“一束光，六重密”的高阶信息保护。

  综上所述，本研究突破了传统认知——常规脂肪族聚酯在可见光下通常“沉默”，而通过偏硼酸复合诱导策略，即可让它们释放出明亮且可调的长余辉，开发了一种简单、普适、可规模化的无机-聚合物杂化方法并首次实现了可见光激发下的激发依赖长余辉；借助TS-FRET技术引入商品化染料，余辉颜色进一步拓宽至品红色，完成从深蓝到红的全色域覆盖。该材料可制成磷光涂料，并成功应用于多模防伪图案。尤为亮眼的是，研究团队将激发依赖余辉与魔方空间旋转深度融合，构建了六维度动态加密系统——五个光学维度加上一个旋转维度，实现了高安全级动态编码与解码。这项工作不仅为非经典发光材料的设计提供了全新思路，也为高阶信息加密和智能防伪开辟了极具潜力的新方向。

  该论文获国家自然科学基金（21801185, 22001194）、聚合物分子工程国家重点实验室(复旦大学)开放基金共同资助。

  论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.73602

作者介绍

  杨舒悦，本科毕业于北京化工大学，2023年秋进入天津科技大学攻读材料与化工专业硕士，师从李盛华副教授。其主要研究领域是无机-高分子复合室温磷光材料的制备及性能研究。先后在Advanced Materials，Advanced Optical Materials，Chemical Engineering Journal等期刊发表论文3篇。2026年秋将进入北京师范大学继续攻读博士学位。