基于AIEgens质子转移的湿度感应器：荧光响应及信息瞬时存储

作     者：张一弛 

作者单位：中国石油大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：李勃天;石行波

授予年度：2023年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：AIEgen 湿度响应 质子转移 荧光信息加密 

摘      要：构建具有可逆性、特异性和敏感性的荧光湿度响应体系,实现湿度可视化表达不但对于环境数据监测、智能可穿戴设备具有重要意义,而且是实现荧光图案、信息加密、信息瞬态存储等功能的重要途径。本文以亲水聚合物为水分子捕获网络,以具有聚集诱导发光(AIE)效应的荧光分子作为荧光单元,构建荧光刺激响应体系,并深入的探究了所制备的湿度传感器的各项性能以及该刺激响应体系的潜在应用。结合聚丙烯酸(PAA)的吸水性和四(4-吡啶基苯基)乙烯(TPE-4Py)的AIE性能,利用二者之间的质子转移实现对湿度的特异性荧光颜色响应,实现湿度的可视化。利用静电纺丝制备具有高灵敏度的湿度传感器,利用红外、荧光、核磁、DFT计算等手段分析了湿度响应过程中荧光颜色与荧光强度变化的原因,并从灵敏度、时效性、循环性、水特异性的方面对所制备的荧光湿度传感器进行了测试,该传感器在365 nm的紫外光激发下具有最大40 nm的变色范围(从蓝色荧光到黄绿色荧光);可以在1 s内实现变色并在3 s内完全褪色;循环25次未出现明显性能变化;在多种溶剂熏蒸下只对水蒸气产生特异性响应。更进一步,依靠该荧光湿度响应体系设计,配合疏水处理以及水凝胶印章分别实现了信息加密以及信息瞬态存储的功能。本课题成功制备了一款荧光湿度传感器,对荧光湿度传感机理以及AIE分子的荧光性能进行了深入的研究,并开拓了其在防伪图案等方面的应用前景。