[发明专利]一种调控染料光致变色速率的方法及其在信息加密领域的应用

说明书

本发明公开了一种调控染料光致变色速率的方法及其在信息加密领域的应用，以结晶紫内酯I为原料，通过酯的氨(胺)解、醛、酮的还原氨(胺)化和与不同抗衡离子的锌盐ZnX₂的配位作用获得锌配合物I‑ZnX₂。这类锌配合物可以在325‑450nm紫外光的照射下发生异构化，颜色发生由黄向蓝的转变；由于不同抗衡离子的锌盐与结晶紫内酯衍生物I配体的结合力的不同，导致配合物在紫外光照射下发生异构化的速率不同，因此可实现染料的光致变色速率的调控。同时，利用本发明公开的调控染料光致变色速率的方法可实现时间门的信息加密，在信息加密领域取得了重大突破。

技术领域

本发明属于有机光电功能材料技术领域，具体地涉及一种调控染料光致变色速率的方法及其在信息加密领域的应用。

背景技术

光致变色材料在光照射下经历光学性质的可逆变化的特性，在光子领域显示出巨大的应用潜力，包括生物成像，光学信息存储和防伪等。近年来，基于有机染料的各种光致变色材料，包括共轭聚合物，金属配合物和纳米颗粒等都有相关报道。为了成功地将这些材料应用于不同的光电子领域，如何控制其光致变色行为成为需重点解决的问题。

相关报道指出，在生物光学窗口(700-900nm)中响应红光或红外光的材料已被用于生物学应用。为了满足可重写信息记录的标准，也已经开发出具有优异的抗疲劳性和降低漂白率的光致变色分子。

然而，对光可切换材料的光致变色速率调制则较少受到关注。实际上，调节光致变色速率的能力是至关重要的。当应用在化学传感器领域时，需要对光刺激具有快速响应的光致变色分子。而在光学数据安全领域，降低对光照射的敏感性有利于保持信息安全。尽管通过在光可切换分子中引入电子供体或取代受体来调节光致变色速率已取得相应进展，但仍然存在限制因素：(i)分子的共价修饰通常涉及复杂的化学合成步骤和繁琐的净化过程，从而增加了准备时间和成本；(ii)以静态方式访问调制。

因此，探索一种调控染料光致变色速率的方法将为进一步发展信息加密领域提供新的助力。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种调控染料光致变色速率的方法，可动态调控抗衡离子以调控染料的变色速率，可将其应用在信息加密领域中，这将为进一步发展加密领域提供极大的助力。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种调控染料光致变色速率的方法，将结晶紫内酯衍生物I与具有不同抗衡离子的锌盐ZnX₂结合生成I-ZnX₂配合物，所述I-ZnX₂配合物在相同功率325-450nm紫外灯的照射下发生异构化，颜色发生由黄向蓝的转变；不同抗衡离子的锌盐与结晶紫内酯衍生物I配体的结合力的不同，I-ZnX₂配合物在紫外光照射下发生异构化的速率也不同，染料光致变色具有不同的速率，其中，I-ZnX₂的具体结构式为：

其中，X＝Br^-、I^-、CF₃SO₃^-、CH₃COO^-、Cl^-、ClO₄^-或NO₃^-。

进一步地，所述结晶紫内酯衍生物I的具体合成路线为：

进一步地，所述I-ZnX₂配合物是由锌盐ZnX₂直接与结晶紫内酯衍生物I在甲醇溶液中室温下搅拌1h形成的。

进一步地，所述调控染料光致变色速率的方法可应用在信息加密中，通过调控不同抗衡离子，改变锌离子与结晶紫内酯衍生物I配体之间的结合力，实现相同功率325-450nm紫外灯不同的变色速率。