光响应型荧光材料因其在信息加密、防伪和数据存储等领域的应用，受到了科学家们广泛的关注。螺吡喃（SP）是一种典型的光异构化分子，其非共轭的SP形式与共轭的部花菁MC形式之间可进行可逆的结构转变，从而实现可转换的荧光性质，因此SP已成为设计光响应荧光材料的重要选择。然而SP形式的分子结构扭曲以及分子内共轭短，导致传统的SP分子荧光性能较差，在光照下只能实现荧光开关特性。此外，SP是一类典型的聚集诱导猝灭（ACQ）染料，在聚集态下，分子间的聚集效应，不仅SP的光异构化过程受到阻碍，MC的发光性能也受到严重抑制。目前，基于螺吡喃的动态光响应荧光材料的研究主要依靠分子内其他荧光基团到MC的F?rster共振能量转移，来实现荧光颜色的动态变化，这需要两个或更多能量匹配的荧光团，增加了材料的设计难度。因此，构建具有可转换发光颜色和增强固态荧光性质的SP分子将极大地拓展其潜在应用。

  基于此，2025年2月14日，北京化工大学尹梅贞教授课题组在材料科学权威期刊《Advanced Functional Materials》在线发表题为“Naphthalimide-Conjugated Spiropyran: Dual-State Emission and Photo-Responsive Dynamic Fluorescence Color for Information Encryption Application”的文章。该文章针对螺吡喃荧光团，巧妙地将吸电子萘酰亚胺基团以共轭方式与之偶联，提出了一种新的设计策略来获得萘酰亚胺共轭螺吡喃（NMI-SP）衍生物，成功实现了动态光响应荧光颜色变化。NMI-SP具有较强的分子内电荷转移（ICT）特性和扭曲的分子构型，使其在单分子态和聚集态下表现出优异的荧光发射性能。此外，在UV光照射下，NMI-SP表现出明显的光致变色性质，在四氢呋喃溶液中，表观颜色从黄色变成绿色；在聚集态下，荧光颜色由橙色到红色的转变。基于NMI-SP荧光团的聚集态下动态光响应荧光性质，突出了其在信息加密方面的潜在应用。

图1. NMI-SP和NMI-MC的光响应化学结构变化及其荧光性质

图2. NMI-SP单分子的光物理性质

图3. NMI-SP聚集体的光物理性质

图4. NMI-SP在单分子和聚集态下的光响应性质

图5. NMI-SP光响应荧光变化机理研究

图6. NMI-SP在信息加密方面的应用

  参考文献:

  Xiaofang Hu, Bing Fang, Pengyu Li, Junxiao Wang, Jie Li, Yuhua Dai, Meizhen Yin*. Naphthalimide‐Conjugated Spiropyran: Dual‐State Emission and Photo‐Responsive Dynamic Fluorescence Color for Information Encryption Application. Adv. Funct. Mater. 2025, 2423793. DOI: 10.1002/adfm.202423793.

  原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202423793