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刺激响应荧光材料指在外界刺激(如光、力、电、热、溶剂等)的作用下,其荧光信号发生明显变化的一类智能材料。由于其在分子开关、显示、传感、生物成像、光学记录和信息保护等领域具有巨大的应用潜力,而受到了研究人员越来越多的关注。其中,热成本低、来源丰富、控制简单方便,且与重要的物理化学参数——温度相关,这些特点使热响应荧光变色材料不仅可被应用在温度传感与指示、热响应变色功能装饰等重要领域,并且随着材料性能的提高,它还有望应用于一系列高端应用中,如热控信息显示等。因此,热响应荧光变色材料的开发与应用十分重要。在第一章中,概述了热响应荧光变色材料的研究进展,总结了热响应荧光变色材料的种类、变色机理及其应用情况。由于热响应荧光变色材料的发展较晚,目前还没有相关的系统介绍,按组成特点和热响应模式(或路径)的不同,我们将其分为本征热敏荧光变色材料、二元荧光变色材料和三元荧光变色材料。从文献综述来看,现有的热响应荧光变色材料往往涉及到复杂的分子合成或材料制备过程,最关键的问题是,体系的可调性(如响应荧光颜色、响应温度)较差,从而导致材料的综合性能(如制备难易程度、颜色对比度、可逆性等)不佳。这也使得热响应荧光变色材料的应用主要集中在温度传感与指示方面,应用领域相对受限。因此,具有高度可调性的可逆的热响应荧光变色体系(即热致荧光变色体系)的开发、性能优化及应用拓展十分必要。在第二章中,从基质设计的角度出发,以具有优异结晶性的类磷脂结晶性相变材料——长烷基链饱和脂肪酸(FA)作为热响应基质,利用其在冷却/加热过程中的结晶/熔融的相变过程调控荧光团的“被动”聚集/分散态转变,构筑了一种高度可调性的热致荧光变色体系。该体系由于热响应基质的“强聚集”作用(即结晶性),而无需掺杂其中的荧光团具有特殊的分子间作用力或结构,因此,可适用于一些常见荧光团,如香豆素、罗丹明6G和四苯基乙烯等。以五种含有不同取代基的香豆素化合物为例,将其分别掺杂到十二烷酸(DA)中制备热致荧光变色材料,在加热前后均可发生高对比度的可逆荧光颜色转变。我们通过多种表征手段对这类新型的热致荧光变色材料(TFMs)的荧光变色性质进行了详细的研究和对比,包括荧光光谱、荧光量子效率、荧光寿命等数据。通过与其他相变材料(如聚乙二醇、聚己内酯和固体石蜡)作为热响应基质进行对比,并利用荧光光谱、X射线衍射图谱、扫描电子显微镜图谱等数据证明了DA的优异结晶性对材料的荧光变色性质起着关键作用。通过变温荧光光谱以及差示扫描量热技术,显示材料的荧光转变温度与FA的相变过程一致,因此,通过选用具有从12至22的不同烷基链长的FA,可获得一系列具有不同热响应温度的TFMs。随后,探索了该TFMs的多种应用模式,包括热响应荧光试纸,可书写荧光蜡笔以及热敏打印,并监测了材料在应用模式中的循环稳定性。最后,基于材料制备简单、荧光颜色变化明显、响应温度可调、循环稳定性优异(>200个循环)以及应用模式多样等优点,展示了该TFMs在温度传感与指示、高级防伪与加密以及信息存储等方面的潜在应用可行性。在第三章中,基于上述体系的高度可调性,通过优化其在响应模式、颜色可扩展性以及应用模式方面的性能,构筑了一类兼具全彩发射、off-on响应模式以及可打印性等优异综合性能的TFMs。通过引入具有特殊吸收性质的吸光染料——亚甲基蓝(MB),利用在加热/冷却过程中DA的结晶/熔化过程来调控MB和相应荧光团的聚集/分散态变化,从而带来在吸收以及发射性质上的匹配性变化,进而调控它们之间的F(?)rster共振能量转移(FRET)过程的on-off,最终实现了热控的荧光off-on响应。通过F(?)rster半径的计算以及荧光寿命的测试,从理论和实验上分别证实了MB与相应荧光团在聚集态下的高效FRET过程。基于三原色加法原理,通过体系中采用具有高荧光量子效率的三原色荧光团,成功实现了热响应的全彩荧光发射(包括白光发射)。同时,我们的TFM可以以墨水的形式与喷墨打印技术相结合,从而在柔性基材上轻松获得高分辨率的全彩图像和文字。最后,集合了off-on响应模式、全彩以及可打印性等优异综合性能的TFMs展示了其在高端应用中的潜力,如热控动态室内装饰、程序化温控信息显示以及高级信息加密。在第四章中,同样基于体系的高度可调性,通过引入另一种结晶性相变材料——胆固醇壬酸酯(CP),拟利用CP与FA之间的分子间作用力来影响FA的结晶速度,实现了在刺激响应材料领域中难以实现的长时光学记忆-遗忘性能。通过荧光光谱测试,该材料的热响应荧光强度-时间曲线呈现出特征的记忆-遗忘曲线。通过对材料不同影响因素(如CP的掺杂浓度、FA的链长、温度等)的考察,以及借助共聚焦荧光显微镜技术,对CP与FA之间的作用过程进行了初步探究。最后,基于该长时记忆-遗忘性质在时空维度上对光学信息的调制能力,展示了其在高端多维度信息安全领域方面的应用潜力。总之,从基质设计的角度出发,我们构建了一种具有高度可调性的热致荧光变色体系。并基于该体系的高度可调性,进一步优化其综合性能,构建了一种集合off-on响应模式、全彩发射和可打印性等多种优异综合性能于一体的TFM。同样,基于体系的高度可调性,我们开发了材料的新的光学性质,构建了一种具有光学记忆-遗忘性质的TFM。基于材料综合性能的大幅提升或新的光学性质的开发,进而拓展了TFMs在高端领域中的应用潜力。