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  功能（智能）材料在滿足人類需求的電子產(chǎn)品中扮演著重要角色，其中的光致變色材料因其廣闊的應(yīng)用前景備受青睞（例如：其在醫(yī)療和其他領(lǐng)域的傳感檢測(cè)、在電子顯示、在滿足人們信息交流和日用產(chǎn)品需求等方面的潛在應(yīng)用）。現(xiàn)有的光驅(qū)動(dòng)變色體系中，主要分為傳統(tǒng)的紫外光驅(qū)動(dòng)和新興的可見光驅(qū)動(dòng)兩大類。相比于紫外光驅(qū)動(dòng)材料的顏色變化來講，可見光驅(qū)動(dòng)的變色方式越來越獲得重視。這是因?yàn)樽贤夤獾哪芰亢芨�，�?duì)材料和生命體系的破壞力很強(qiáng)，而可見光的能量較低，對(duì)材料和人體健康更加溫和友善。由于可見光對(duì)材料的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的損害要遠(yuǎn)比紫外光小，因此可見光驅(qū)動(dòng)的顏色變化材料（LCM）具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性和循環(huán)可逆性，這些優(yōu)勢(shì)使得LCM的產(chǎn)品適用范圍更加廣闊。近年來，許多杰出研究團(tuán)隊(duì)已展示了多種用可見光驅(qū)動(dòng)的材料變色途徑，這些開拓性工作對(duì)推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展發(fā)揮了重要作用。然而，現(xiàn)有的LCM綜合性能仍不理想（如：顏色對(duì)比度和保留時(shí)間不能兼容，快速擦寫的重復(fù)使用性能仍不理想，所用的“可見光酸”成分帶有不理想的背景顏色）。尤其是其性能逐漸退化（或記憶性能消失）的難題，嚴(yán)重阻礙了該領(lǐng)域向高端產(chǎn)品（如：顯示、醫(yī)用和工業(yè)傳感器、信息存儲(chǔ)、儲(chǔ)能材料、分子電子器件等）的邁進(jìn)。因此，迫切需要科學(xué)的突破或新技術(shù)，以提升其用于顯示所需的綜合性能。

  事實(shí)上，“性能退化”技術(shù)瓶頸是功能材料領(lǐng)域普遍存在的問題，其來自于材料的特有性質(zhì)，因?yàn)楫?dāng)材料具有所期待的高靈敏的刺激響應(yīng)變色（或性能改變）能力時(shí)（優(yōu)點(diǎn)），也隱含了它易受環(huán)境影響發(fā)生性能（顏色）退化的問題（缺憾）。上述的問題與當(dāng)前慣用的“一步法”（或近似于“一步”）實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)方式有關(guān)。這一模式在熱門的光致變色分子開關(guān)、光誘導(dǎo)質(zhì)子轉(zhuǎn)移、和光催化氧化還原反應(yīng)等領(lǐng)域?qū)乙姴货r。盡管傳統(tǒng)的“一步”刺激反應(yīng)過程有著操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)，然而，其受周邊環(huán)境影響的敏感性，也導(dǎo)致了其穩(wěn)定性差、綜合性能不理想的問題。

  為了解決這個(gè)功能材料領(lǐng)域普遍存在的問題，推動(dòng)LCM的發(fā)展以及拓展其在高端產(chǎn)品或領(lǐng)域的應(yīng)用，吉林大學(xué)張曉安教授團(tuán)隊(duì)將傳統(tǒng)的光驅(qū)動(dòng)“一步”實(shí)現(xiàn)變色目標(biāo)的過程拆分為由光和熱驅(qū)動(dòng)變色的多步可控過程。這是一個(gè)學(xué)習(xí)借鑒生命系統(tǒng)工作智慧的方案，神奇的生命活動(dòng)正是利用多種成分的協(xié)同、互助、多步驟的方法來克服傳統(tǒng)化學(xué)方法難以解決的問題。該課題組研究人員通過分步調(diào)整變色組分和輔助基質(zhì)之間的協(xié)同互助程度，使光致變色材料既避免了原有的黃色背景問題，還有效抵抗外界環(huán)境對(duì)材料性能穩(wěn)定性的干擾，并成功實(shí)現(xiàn)了迄今最長(zhǎng)的信息保留時(shí)間的光控多色顯示和良好的顏色變化循環(huán)可逆性。他們還成功實(shí)現(xiàn)了功能材料與激光打印技術(shù)兼容的超快速成像（如下圖1所示），并展示了其多種應(yīng)用的可能性（如下圖2所示）。該工作不僅顯著提升了可見光驅(qū)動(dòng)變色材料的綜合性能，其所提出的“分步可控的多組分協(xié)同互助驅(qū)動(dòng)模式”，也有望幫助其它功能材料系統(tǒng)解決難以解決的問題。

圖1. LCM的結(jié)構(gòu)示意圖以及綜合性能展示。

圖2. LCM在短期可重復(fù)使用廣告牌，價(jià)簽，身份卡上的應(yīng)用展示，以及在吸收型閱讀器上展望。

  該科研成果剛剛發(fā)表于國(guó)際知名期刊《Advanced Science》，本文的第一作者是吉林大學(xué)的博士研究生杜貞，共同一作者為東莞理工大學(xué)的張婷博士，通訊作者為吉林大學(xué)超分子結(jié)構(gòu)與材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的張曉安教授和化學(xué)學(xué)院的盛蘭副教授。該項(xiàng)工作獲得了國(guó)家科學(xué)基金委（21975099，21875087），吉林省優(yōu)秀青年人才基金項(xiàng)目（20190103126JH）、吉林大學(xué)人才項(xiàng)目、科技創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)和優(yōu)秀青年教師支持計(jì)劃的支持。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202103309

通訊作者簡(jiǎn)介：

  張曉安教授 1982年畢業(yè)于吉林大學(xué)化學(xué)系，1987年獲得英國(guó)巴斯大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位，隨后在美國(guó)西北大學(xué)從事博士后研究，曾歷任美國(guó)Aldrich等公司高級(jí)研究員，惠普中央研究院項(xiàng)目首席研究員，2008年全職引進(jìn)回國(guó)，2010年秋調(diào)入吉林大學(xué)超分子國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。曾在Nature Materials，Advanced Material等國(guó)際頂級(jí)專業(yè)雜志發(fā)表SCI研究論文百余篇，并獲百余項(xiàng)國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利（美國(guó)等）的授權(quán)。其主要研究方向：功能仿生材料及技術(shù)；刺激響應(yīng)功能材料；分子和納米光電材料及器件；動(dòng)態(tài)超分子化學(xué)及微觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)制。 

  盛蘭副教授 2015年獲吉林大學(xué)化學(xué)博士學(xué)位，并被直接留校和聘為副教授。曾在Nature Communications, Advanced Materials等國(guó)際高影響力雜志上發(fā)表研究論文17篇，已獲授權(quán)的國(guó)內(nèi)外發(fā)明專利多項(xiàng)（中國(guó)6項(xiàng)，美國(guó)1項(xiàng)，歐洲1項(xiàng)）。主要研究方向：溫和刺激響應(yīng)智能染料的仿生功能材料及綠色無墨打印技術(shù)的開發(fā)研究。其一作的原始創(chuàng)新工作（無墨噴水打�。┰饑�(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。

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