动态光学加密技术面临着对增强安全性、可逆性及提升多维响应能力日益增长的需求。传统系统依赖静态发光标记或单色“开-关”切换，存在明显局限性，包括易遭复制、易受环境干扰以及加密逻辑过于简单等。研究表明，铂(II)配合物因具备可调谐发光波长、浓度依赖性自组装特性及高量子产率等优势，成为极具发展潜力的功能材料（Na. Commun., 2025, 16, 1971; Chin. Chem. Lett. 2025, 36, 110735; Chin. Chem. Lett. 2024, 35, 109585; Sci. China Chem. 2023, 66, 2878; A CIE 2022, 61, e202210703; JACS 2021, 143, 21676; JACS 2021, 143, 10659; PNAS 2019, 116, 13856）。另一方面，经典光致变色分子螺吡喃（SP）可以在紫外/可见光驱动下，实现闭合SP态与开环部花菁（MC）态之间异构化的可逆荧光切换 （Chem. Eng. J. 2024, 497, 154274; Adv. Opt. Mater. 2023, 11, 2301047; Chem. Eng. J. 2022, 450, 138390;）。然而，SP高效异构化需要足够的空间自由度，而在刚性基质中，这一过程受到显著抑制，导致发光切换效率下降。
近日，杭州师范大学李永光教授团队在期刊《Chemical Engineering Journal》上，发表了最新研究成果“Engineering covalent core-shell architectures for dynamic optical cryptography: Time-resolved dual switching in organometallosilica nanocomposites”。研究者提出通过共价键合策略构建一种核-壳结构的有机金属-硅纳米复合材料，实现了双波长动态发光切换功能。该设计不仅为SP ↔ MC异构化提供了必要的局部自由体积，还通过共价键合有效防止了分子浸出，从而确保了材料在复杂环境下的光学稳定性。进一步地，通过静电纺丝技术成功制备出具有动态多色发光特性的纳米纤维薄膜，为柔性防伪与多级信息存储提供了创新性的解决方案（图1）。
图1 复合材料Pt-SiO2@SP-SiO2的合成工艺及应用示意图
图2 SiO2、Pt-SiO2和Pt-SiO2@SP-SiO2纳米复合材料的结构与形貌表征
Pt-SiO2@SP-SiO2复合材料通过两步共缩合的方法制备得到，FT-IR证明了铂(II)配合物与SP成功共价接枝到二氧化硅框架中并保留其分子结构，XRD表明两种发色团在二氧化硅的框架中呈无定形状态，进一步证明SiO2的高表面积和球形三维框架促进了SP分子的松散空间分布，为其光异构化提供了必要的自由体积（图2 A-C）。SEM和DLS表明Pt-SiO2@SP-SiO2复合材料具有直径为147.7 nm的核心以及厚度为42.8 nm的壳层（图2 D-I）。
图3 Pt-SiO2@SP-SiO2材料的形貌与非浸出特性
高分辨率SEM和TEM可以明显观察到核壳界面，进一步证明复合材料具有核壳结构（图3 A-D）。与通过物理吸附制备的对照样品（SP/Pt-SiO₂）进行比较，发现Pt-SiO2@SP-SiO2复合材料在有机试剂的连续侵蚀下仍能保持良好的光学活性，证明共价键合策略能有效增强发色团的稳定性（图3 E-G）。
图4 不同Pt/SP摩尔比复合材料的时间分辨发射光谱和可逆光致变色行为
在紫外光（365 nm）的照射下，复合材料的光致变色切换特性明显，外观颜色逐渐从淡黄色（SP状态）过渡到紫色（MC状态），发光颜色从绿色（初始 Pt主导发射）逐渐演变为红色（MC主导发射）。且在可见光（520 nm）照射下可完全恢复至初始状态。
图5 Pt-SiO2@SP-SiO2/PUA静电纺丝薄膜的制备与可重写信息应用
图6 Pt-SiO2@SP-SiO2/PUA静电纺丝薄膜的多功能防伪应用
通过静电纺丝工艺将Pt-SiO2@SP-SiO2复合材料掺杂在高分子基质（PUA）中，可制备大面积柔性薄膜，纳米纤维薄膜保留了Pt-SiO2@SP-SiO2复合材料的光物理特性，紫外/可见光的循环照射下，在10个开关周期内表现出强大的可逆循环性（图5）。基于Pt-SiO2@SP-SiO2/PUA薄膜的动态多色发光与可编程光致变色特性，研究者开发了一种多级防伪系统，在单一平台内集成了信息加密、认证与擦除功能（图6）。Pt-SiO2@SP-SiO2/PUA薄膜为制备高安全性文件和智能包装领域的先进防伪材料提供了新的思路。
论文连接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.167799
人物简介：
李永光，杭州师范大学材料与化学化工学院教授，博士生导师，主要从事金属配合物磷光功能材料研究，获得浙江省杰青、杭州市特支计划、西湖学者、广东省车载智能液晶显示屏企业重点实验室学术委员。2012年博士毕业于吉林大学，2012-2014年在香港大学开展博士后研究，2014-2021年在中山大学任教，2021年加入杭州师范大学材料与化学化工学院。在PNAS、JACS、ACIE.、Nat. Commun.等期刊发表学术论文50余篇，主持多项国家自然科学基金，浙江省杰出青年基金等项目。
