近日，化学与化工学院刘静欣教授课题组在国际权威期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（JCR一区，影响因子8.3）上，以“Photochromism, Thermochromism and Electrochromism in Solid-State Host–Guest Inclusion Complexes of β-Cyclodextrin with Dialkylcarboxyl-Substituted Viologens”为题，报道了一种基于贝塔环糊精和羧基取代紫精构筑的具有多重刺激响应变色行为的超分子变色材料。我校为论文唯一单位，化学与化工学院硕士研究生夏冬雪为第一作者，刘静欣教授为通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金、安徽省自然科学基金和安徽省高等学校自然科学研究项目的支持。

近年来，能够对外部刺激（例如光照、温度、电场、磁场、pH值和压力等）进行响应的变色材料引起了广泛关注。这些变色材料在智能窗户、电子显示器、存储设备、光学开关和化学传感器等方面有较好应用前景。目前已经报道的刺激响应变色材料，大多数仅可以对单个或两个外部刺激产生响应，对于具有多重刺激响应变色行为的材料的研究还相对有限。然而，某些特定的应用，如多重防伪和多层级信息加密，则要求同一材料能够响应三种或更多种外界刺激而产生变色。因此将多个官能团整合到同一个化合物中并构建多重刺激响应的变色材料仍然具有挑战性。

（贝塔环糊精和羧基取代紫精构筑的多重刺激响应变色材料）

本研究设计合成了两种羧基取代紫精（CPV·Cl₂和CHV·Br₂），并将它们分别与大环主体化合物贝塔环糊精（β-CD）通过超分子作用制备了两种超分子主客体化合物。实验结果表明，两种超分子主客体化合物在固态时均能表现出优异的光致变色和热致变色现象。当超分子主客体化合物掺杂到聚乙烯醇（PVA）水凝胶中时，又均显示出快速的电致变色行为。固体紫外可见漫反射（UV-vis）、单电子自旋共振（ESR）光谱和循环伏安（CV）测试表明，观察到的光致变色、热致变色和电致变色产生的原因是在外部刺激下，电子发生转移，从而诱导了紫精自由基的形成。基于这两种主客体化合物优异的多重刺激响应的变色性能，本研究还探讨了它们在视觉显示、多重防伪和多级信息加密方面的实际应用。

（主客体化合物CPV²⁺@β-CD和CHV²⁺@β-CD的光致变色、热致变色和电致变色现象）

（主客体化合物CPV²⁺@β-CD和CHV²⁺@β-CD在视觉显示、多重防伪和多级信息加密方面的应用）

2024年以来，刘静欣教授课题组在利用超分子化学策略构筑多重刺激响应变色材料方向取得了积极进展，相关工作还发表在《Advanced Optical Materials》（JCR一区，安徽工业大学高水平期刊A类，影响因子8.0）和《Journal of Materials Chemistry C》（JCR一区，影响因子5.7）等国际权威期刊。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.4c09782     

                                  （撰稿：叶明富 审核：韩新亚、黄宇弦）