动态发光材料在显示、探针、防伪等领域有着广泛的应用。构建动态荧光材料的关键是实现发光性能的有效精准调控，目前，常见的策略是将刺激响应结构单元引入发光分子，使其在不同热力学稳态之间受激切换。然而，如何实现时间维度上的动态多色荧光调控还存在很大的挑战，主要难点在于如何在动态多色发光体系中实现动力学控制。近日，华东理工大学曲大辉教授通过将具有振动诱导发光性质的荧光团和化学燃料体系结合，利用“计时化学锁”策略，成功实现了时间维度变化的多色分子发光。

二氢二苯并吩嗪类衍生物（DPAC）是田禾院士团队开发的具有振动诱导发光特性的“明星”分子。在光激发下，DPAC分子会表现出具有独特的构象自适应多色发光行为。研究人员在DPAC的两端引入羧基封端的柔性链，将功能化的DPAC分子溶解在水性介质中，添加化学燃料EDC驱动分子内的环化反应，从而限制荧光团DPAC的构象自由度，改变荧光发射波长。这些分子锁通过和环境内水分子发生的水解反应，自动地解锁回到初始状态，实现了对体系时间尺度下的动力学控制和功能分子体系多色荧光的动态时序调控。

另外，作者通过改变DPAC侧链的长度进而改变分子锁的尺寸，调控荧光核的构象自由度，影响分子锁的荧光发射，环尺寸越大，分子锁发射越红移。由于环张力对分子锁水解反应的影响，其在水性介质中的水解速率随着环尺寸的增大而减小。此外，作者还利用酸酐两侧的甲基取代基效应，在基本不改变分子发射的条件下实现了对分子锁的水解速率的进一步调控。

综上所述，曲大辉教授团队构建了一系列动态荧光材料，通过精细结构设计调控体系的荧光颜色和分子锁的寿命，利用“动态计时锁”策略实现了时间维度的多色分子发光，为设计动态智能荧光材料提供了一种新的策略。

论文信息：

Dynamic timing control over multicolor molecular emission by temporal chemical locking

Zezhou Zong, Qi Zhang, Shu-Hai Qiu, Qian Wang, Chengxi Zhao, Cai-Xin Zhao, He Tian, Da-Hui Qu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202116414