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由于光能具有绿色环保、远程可控、瞬时性等优异的特性，光响应功能材料成为智能材料领域研究的热点。然而现在大多的研究都聚集在单一的光响应系统上，实现多重可控的光响应系统仍然是一个难点。基于此，安徽大学物质科学与信息技术研究院魏培发教授团队设计了一个基于三臂氰基苯乙烯衍生物的双重可控的光响应体系，通过调控分子间和分子内不同的光反应，成功实现了可控的光致机械运动行为和光致变色行为（图1）。
开发一种新策略来实现具有可识别信号的按需光反应是非常必要的。在此，通过简单地调整分子状态，实现了基于一系列三羧酸氰二苯乙烯分子(tcs1-5)的不同动态信号的调谐光反应。结果表明，在晶体状态下，有序而密集的分子堆积有利于相邻氰化二苯乙烯分子间连续的光环加成，并在晶体内部引起应力的累积，进而引起各种光致机械运动，如剥离、弯曲、扭转等。然而，在单分散溶液状态下，tcs1-5分子之间的较大距离可产生光诱导自由基辅助的分子内光环化过程，并产生多个多米诺光致变色和光荧光致变色行为。基于其独特而可控的热稳定性和自由基颜色，光致变色薄膜由tcs1@pmma和tcs1/tfa@pmma制作，用于莫尔斯电码和可重写的光致变色应用，显示出优异的光致变色性。将tcs3涂在塑料袋上，将分子集体运动从纳米尺度放大到宏观尺度，实现宏观机械运动。基于分子状态的策略揭示了光反应和分子包装之间的规律性，并进一步为快速访问可控光响应系统提供了机会。
图1.分子状态调控分子间和分子内光反应实现光致机械运动和光致变色行为。
相关研究工作以“tuned intra- and intermolecular photoreactions of tridentate cyanostilbenes with distinct aggregated-state photomechanical and dispersed-state photochromic behaviors”为题发表在材料领域著名期刊advanced functional materials, 2023, 2212886。安徽大学2020级硕士生丁杨蓝为第一作者，安徽大学物质科学与信息技术研究院魏培发教授和湖南大学曾泽兵教授为共同通讯作者，安徽大学为第一通讯单位。该工作得到安徽大学毕红教授、沈登科教授以及吉林大学吴宗铨教授等人的帮助。该工作得到了国家自然科学基金的支持。
论文链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202212886
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