苏黎世联邦理工学院（ETH）化学与应用生物学学院鲍寅寅研究员及合作者借助机器学习算法提出了一种全光谱连续调控高分子固态发光波长的策略，可以利用简单的活性自由基共聚有效调节聚合物薄膜或者粉末的发光颜色，并实现了高对比度的固态光致荧光变色。近期，该成果以” Machine learning-assisted exploration of a versatile polymer platform with charge transfer-dependent full-color emission”为题在线发表于Cell Press旗下杂志Chem。

  众所周知，荧光功能分子在光电器件、荧光传感、环境监测和生物成像等诸多领域都具有广泛的应用前景。其中，唐本忠院士提出的聚集诱导发光（AIE）分子为高量子产率固态或聚集态荧光功能材料的典型代表。一般来说，调控荧光分子材料的发光波长和颜色对于其实际应用具有普遍性的重要意义。以AIE小分子为例，常用的方法是通过合成不同的推拉电子结构来调控分子内电荷转移的过程。而对于荧光高分子来说，由于高分子的复杂聚集结构和链间电荷转移的双重作用，其固态荧光的高效调控极具挑战性。已经报导的方法一般是在同一聚合物中引入不同类型的荧光基团相互结合，利用光谱叠加或者能量转移获得不同的发光颜色。最近，王利祥研究员及其合作者提出空间电荷转移（TSCT）聚合物，合成了一系列固态发光颜色可控的电致发光功能高分子。

Figure 1. 全彩TSCT固态发光聚合物。A）供体型单体结构及共聚物粉末荧光照片；B）CIE色度坐标调控范围；C）机器学习模型预测结果；D）分子轨道能级计算结果。

Figure 2. 激发态能级量子化学计算

  以这一体系为基础，作者进一步探索了设计新型光致荧光变色固态材料的可能性。作者发现，利用光致环化加成反应可以有效调控聚合物薄膜的发光颜色，进而制备可用于高对比度的荧光信息加密油墨（Figure 3）。这也是第一例利用电荷转移发光聚合物实现刺激响应性材料设计的报道。

Figure 3. 电荷转移发光聚合物用于光致荧光变色和信息加密。

  论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929422006465?dgcid=author

  课题组链接：https://shihlab.ethz.ch/about-us/dr_bao.html