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  蘇黎世聯邦理工學院（ETH）化學與應用生物學學院鮑寅寅研究員及合作者借助機器學習算法提出了一種全光譜連續調控高分子固態發光波長的策略，可以利用簡單的活性自由基共聚有效調節聚合物薄膜或者粉末的發光顏色，并實現了高對比度的固態光致熒光變色。近期，該成果以” Machine learning-assisted exploration of a versatile polymer platform with charge transfer-dependent full-color emission”為題在線發表于Cell Press旗下雜志Chem。

  眾所周知，熒光功能分子在光電器件、熒光傳感、環境監測和生物成像等諸多領域都具有廣泛的應用前景。其中，唐本忠院士提出的聚集誘導發光（AIE）分子為高量子產率固態或聚集態熒光功能材料的典型代表。一般來說，調控熒光分子材料的發光波長和顏色對于其實際應用具有普遍性的重要意義。以AIE小分子為例，常用的方法是通過合成不同的推拉電子結構來調控分子內電荷轉移的過程。而對于熒光高分子來說，由于高分子的復雜聚集結構和鏈間電荷轉移的雙重作用，其固態熒光的高效調控極具挑戰性。已經報導的方法一般是在同一聚合物中引入不同類型的熒光基團相互結合，利用光譜疊加或者能量轉移獲得不同的發光顏色。最近，王利祥研究員及其合作者提出空間電荷轉移（TSCT）聚合物，合成了一系列固態發光顏色可控的電致發光功能高分子。

Figure 1. 全彩TSCT固態發光聚合物。A）供體型單體結構及共聚物粉末熒光照片；B）CIE色度坐標調控范圍；C）機器學習模型預測結果；D）分子軌道能級計算結果。

Figure 2. 激發態能級量子化學計算

  以這一體系為基礎，作者進一步探索了設計新型光致熒光變色固態材料的可能性。作者發現，利用光致環化加成反應可以有效調控聚合物薄膜的發光顏色，進而制備可用于高對比度的熒光信息加密油墨（Figure 3）。這也是第一例利用電荷轉移發光聚合物實現刺激響應性材料設計的報道。

Figure 3. 電荷轉移發光聚合物用于光致熒光變色和信息加密。

  論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929422006465?dgcid=author

  課題組鏈接：https://shihlab.ethz.ch/about-us/dr_bao.html