[发明专利]一种固态光刺激荧光快速变色材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种固态光刺激荧光快速变色材料及其制备方法和应用，属于光致荧光变色材料技术领域。本发明的分子结构为以螺吡喃为基本结构单元，通过脱水反应合成的一系列不同酯链长度的和不同柔性链类型的固态光致荧光变色材料。在固体状态下经过365nm的紫外灯照射前后会表现出截然不同的紫外‑可见吸收光谱和荧光发射光谱的双重颜色变化。在经过524nm绿灯的短时间照射之后，材料的紫外‑可见吸收光谱和荧光发射光谱会快速地可逆复原为初始的颜色及状态，具有优良的抗疲劳性、高响应性和可逆性。

技术领域

本发明涉及光致荧光变色材料技术领域，尤其涉及一种固态光刺激荧光快速变色材料及其制备方法和应用。

背景技术

光致荧光变色材料是指在特定的几段光波交替的照射下，材料的颜色和荧光发射发生明显变化的某一特定材料。螺吡喃(SP)分子作为已经被广泛报道的光致变色分子，其在紫外光的照射下可发生无色-紫色的颜色转变以及无荧光-红色荧光的荧光发射改变。基于其优异的变色性质，SP在光电器件、防伪涂料等领域均有较大的潜在应用价值。但是早期报道的SP分子只能通过溶解在有机溶剂中实现光致变色性质，在固态下由于分子与分子间堆积紧密导致无法实现上述的光致荧光变色性质，限制了SP的实际应用场景。

中国专利CN110627800A公布了一种基于SP和扭曲的聚集诱导发光(AIE)材料结合得到的固态光致荧光变色材料，其在365nm的紫外光和可见光的交替刺激下具有可逆的颜色变化和双荧光切换的光学性质。但是该材料的可逆恢复过程需要数小时的可见光刺激方能实现。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种固态光刺激荧光快速变色材料及其制备方法和应用。本发明制得的固态光刺激荧光快速变色材料具有优良的可逆性和快速地响应性质。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种固态光刺激荧光快速变色材料，具有式I所示的结构：

其中Ar为-C₅H₉O₂、-C₆H₁₁O₂、-C₇H₁₃O₂、-C₈H₁₅O₂、-C₅H₁₀NO或-C₆H₁₃。

优选地，所述的固态光刺激荧光快速变色材料具有式1～6所示的结构：

本发明还提供了上述技术方案所述的固态光刺激荧光快速变色材料的制备方法，包括以下步骤：

当Ar为-C₅H₉O₂、-C₆H₁₁O₂、-C₇H₁₃O₂或-C₈H₁₅O₂时，所述制备方法包括以下步骤：

将烷基醇、1-羧乙基吲哚啉螺吡喃、4-二甲基吡啶和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺混合进行第一脱水缩合反应，得到所述固态光刺激荧光快速变色材料；所述烷基醇为乙醇、丙醇、丁醇或戊醇；

当Ar为-C₅H₁₀NO时，所述制备方法包括以下步骤：

将有机溶剂、乙胺、1-羧乙基吲哚啉螺吡喃、1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺和1-羟基苯并三唑混合进行第二脱水缩合反应，得到所述固态光刺激荧光快速变色材料；