实验室秦安军教授团队：基于羟基-炔点击化学构建多功能荧光纤维素材料

合成聚合物荧光材料在光电器件、信息加密等领域展现出广阔的应用前景。然而，化石资源枯竭和环境恶化，促使生物基荧光材料成为研究热点。纤维素作为地球上最丰富的天然聚合物是理想的候选者，但传统物理掺杂或化学修饰面临稳定性受损、能耗高及聚集导致猝灭等挑战。因此，亟需开发一种温和的纤维素改性策略。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的秦安军教授课题组利用有机碱催化的羟基-炔点击反应，高效地将一系列具有聚集诱导发光（AIE）特性的功能单元引入到纤维素骨架中，得到了兼具高可见光透过率、全紫外屏蔽能力、发射波长可调以及刺激响应特性的多功能荧光纤维素材料，并通过胺交换反应实现了纤维素的非破坏性可逆去功能化，有望拓展其在可持续先进紫外阻抗及智能信息加密领域的应用。

通过有机碱催化的羟基-炔点击反应，将具有AIE特性的TPE单元高效引入到纤维素骨架中，成功构建了荧光纤维素材料EC-TPEs。该材料拥有超高光学透明度（>95%）、全波段紫外线屏蔽能力和强荧光发射，能够同时实现紫外线防护和实时光学指示。值得注意的是，通过调节接枝率可实现发射波长从495 nm到615 nm的红移，从而构建出高分辨率的多色荧光二维码。为进一步拓展编码维度，通过相同的点击反应将MTPAP-yne基团共价接枝到EC-TPE骨架上，制备了具有酸响应特性的材料EC-TPE-MTPAP，从而构建出具有高信息存储能力和动态加密功能的智能编码装置。此外，点击反应形成的动态烯醚键赋予了该材料独特的“可逆功能化”特性。在温和条件下通过胺交换反应，可选择性去除功能基团并完全恢复纤维素原本的羟基活性。总体而言，本研究提出了一种整合性纤维素功能化策略，涵盖分子设计、材料构筑及可逆修饰三大环节，拓展了纤维素材料在先进紫外阻抗及智能信息加密领域的应用，为开发高附加值生物基材料提供了通用平台。

相关研究成果以“Versatile Fluorescent Cellulose-BasedMaterials via Hydroxyl-Yne Click Chemistry”为题发表在Advanced FunctionalMaterials上，其中通讯作者为秦安军教授，第一作者为田琦博士生。该研究工作得到了NationalNatural Science Foundation of China (22431004),and the Fund of GuangdongProvincial Key Laboratory of Luminescence from Molecular Aggregates(2023B1212060003)等科研项目的资助。