【摘 要】
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光致变色材料作为一种智能刺激响应材料,广泛应用于防伪、无墨打印、信息存储、化学传感器和生物成像等领域。螺吡喃具有优异的光学性能和热稳定性,是光致变色材料中重要的一员。但遗憾的是,螺吡喃在固态下难以发生光异构转变,提高螺吡喃材料在固态下的光活性仍然是一个巨大的挑战。本论文利用位阻基团修饰螺吡喃,为螺吡喃提供足够的构象自由度,使其能够在无溶剂和载体基质的条件下也具备足够的自由体积发生开环异构反应,对其
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光致变色材料作为一种智能刺激响应材料,广泛应用于防伪、无墨打印、信息存储、化学传感器和生物成像等领域。螺吡喃具有优异的光学性能和热稳定性,是光致变色材料中重要的一员。但遗憾的是,螺吡喃在固态下难以发生光异构转变,提高螺吡喃材料在固态下的光活性仍然是一个巨大的挑战。本论文利用位阻基团修饰螺吡喃,为螺吡喃提供足够的构象自由度,使其能够在无溶剂和载体基质的条件下也具备足够的自由体积发生开环异构反应,对其光物理、热稳定性等性能进行系统讨论,并探索其潜在的应用价值。本论文的主要内容包括以下两个部分:（1）刚性位阻基团对螺吡喃光致变色性能的影响及螺吡喃在紫外打印中的应用首先在螺吡喃分子中引入一系列尺寸不同的刚性芳环结构（3,5-二苄氧基苯甲酰、3,5-二（（全氟苯基）甲氧基）苯甲酰、苯甲酰和五氟苯甲酰）,合成一系列新型螺吡喃分子C1-C4。利用核磁氢谱（~1H NMR）,核磁碳谱(13C NMR)和质谱（MS）表征新型螺吡喃分子C1-C4成功合成。利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱表征了C1-C4在聚集态下的可逆光致变色性能,C1-C4在紫外辐射下可以在90 s内发生快速响应,其光学颜色发生显著变化。同时,热重分析证明C1-C4具备优异的热稳定性。C1-C4优异的固态光致变色性能和热稳定性在紫外打印和可擦写纸等方面具有潜在的应用价值。（2）具有优异光致和力致变色性能的螺吡喃化合物合成及在防伪中的应用探索在螺吡喃中引入硅烷基团,合成了一类具有双重可逆响应特性的新型螺吡喃-硅烷衍生物D1和D2。利用~1H NMR,13C NMR和MS表征新型螺吡喃分子D1和D2合成成功。D1和D2可以在紫外光或机械力等外界刺激下发生光致和力致双重变色响应。紫外-可见吸收光谱和荧光光谱表明,D1和D2的光学颜色和荧光颜色发生了显著变化。D1和D2表现出高对比度的颜色变化、快速可逆响应以及多种刺激控制荧光和光学颜色变化等优点,在防伪领域有很大的应用潜力。更重要的是,我们可以利用力致变色作为加强防伪的又一保障,多重保障将大大提高防伪措施的可靠性,使防伪的破解更加困难。
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