光/Al3+双响应荧光聚合物纳米颗粒的FRET机制构建及其在多重信息加密领域的应用

【编辑推荐】本研究通过一锅法细乳液聚合构建了光/Al3+双响应荧光纳米颗粒（PAFPNs），基于荧光共振能量转移（FRET）机制实现"无-蓝-红"三态荧光切换。该材料兼具金属螯合增强荧光（CHEF）和螺吡喃光异构化特性，在多重信息加密、防伪及安全墨水领域展现出高对比度、优异光可逆性和快速响应优势。

　　

Highlight

我们通过一锅法细乳液聚合成功制备了光/Al³⁺双响应荧光聚合物纳米颗粒（PAFPNs）。基于荧光共振能量转移（FRET）机制，将Al³⁺响应基团HBVBH与光响应单体SPMA共价封装于聚合物基质，构建出具有三态荧光切换功能的智能材料体系。

合成与表征

HBVBH在Al³⁺（100 μM）存在时通过金属螯合增强荧光效应（CHEF）产生蓝光发射；SPMA则在UV照射下发生螺吡喃（SP）→部花青（MC）的光异构化，发出红光。核磁（¹H NMR）和质谱（MS）证实了单体结构（图S1-S4），动态光散射（DLS）显示纳米颗粒粒径为120±15 nm（PDI=0.18）。

结论

PAFPNs展现出三大特性：

1. 1.

   三重荧光态（无荧光→蓝光→红光）

2. 2.

   高荧光对比度（Δλ=150 nm）

3. 3.

   优异的光可逆性（>50次循环）

   该体系为开发新型多重加密标签、防伪油墨和光学传感器提供了创新解决方案。