近日，西北工业大学柔性电子研究院（柔性电子前沿科学中心）首席科学家黄维院士和南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院赵强教授团队在实现光致变色材料响应行为方面取得了新进展，研究成果“通过不同抗衡离子按需调控光致变色响应行为用于安全打印”（On-demand regulation of photochromic behavior through various counterions for high-level security printing）于4月17日在国际顶级期刊Science Advances（科学·进展）在线发表，黄维院士和赵强教授为共同通讯作者，马云副教授为论文的第一作者。

  近年来，在外界刺激作用下光电性质会发生显著变化的智能响应型光电材料吸引了大量的研究兴趣。国内外科研人员相继发展了一系列力致变色、光致变色、热致变色、电致变色光功能材料。目前，它们已被成功应用于信息显示、安全防伪、信息传感、生物成像等各个不同光学与光电子领域中。其中，这类材料独特的响应性质为开发新型光学信息存储与加密以及光学防伪技术开辟了新途径。现如今，黄维院士和赵强教授带领的团队在发展新型智能响应材料用于光学信息存储与安全保护方面做出了一系列重要工作（Nat.Commun.2014,5,3601；Nat.Commun.2018,9,3；Matter2019,1,1644）。

  光致变色分子已经成为先进光子应用的重要材料，包括荧光成像、智能透镜、光学数据存储和防伪，在这一领域的研究重点是发展新的光致变色分子，并有效调控这些材料的光致变色行为，以满足不同光电应用的要求。目前，常规的调控光致变色材料响应行为策略是通过在分子中引入电子给体或受体取代基而实现。然而，制备的光致变色材料在相同的光照条件下通常具有恒定的显色性和显色速率。除此此外，光致变色行为的调节往往需要复杂的化学合成和繁琐的纯化过程，这使得光致变色行为的调节既不方便又效率低下。因此，实现对光致变色响应行为的简便、快捷、高效的调控具有重要的科学意义。

  针对该问题，团队提出了利用抗衡离子调控光致变色响应行为的新策略。含螺内酰胺的染料显示出光诱导的开环反应，导致吸收或光致发光性质发生显著变化。由于这类分子中的开环异构体的稳定性极低，所以带负电荷的氮原子会破坏开环形式的稳定性，基于此，该团队将锌离子与结晶紫内酯衍生物配位，通过诱导效应降低氮原子的负电荷密度，稳定开环异构体，改变对锌（II）离子中心电荷密度有直接影响的抗衡离子，成功实现了光致变色响应速率的调控。因此，利用锌（II）盐水溶液作为墨水，将加密的信息打印在涂抹结晶紫内酯的安全纸上可记录隐藏信息，当用紫外光持续照后，记录的信息能够清晰的显现。关于结晶紫内酯与不同锌盐配位后会得到具有不同变色速率的光致变色材料，会以不同锌（II）盐水溶液作为墨水可以实现更高级别的安全打印，不同的光照时间会显示出不同的信息，只有知道准确的光照时间才能获取正确的信息。该项工作为实现智能响应型光电材料响应行为，能够有效调控这一前沿科学问题提供了独特的解决方案，有望为发展新型智能材料以及推动它们在信息保护以及光学防伪领域的实际应用方面做出一定贡献。

  文章链接：https://advances.sciencemag.org/content/6/16/eaaz2386