近日，本课题组在激光直写彩色荧光图案方面取得重要进展，相关研究成果发表于国际期刊《Chemical Engineering Journal》上，题为“Rapid in situ photochemical synthesis of carbon dots in polymer coating by infrared CO2 laser writing for color tunable fluorescent patterning”（DOI:10.1016/j.cej.2024.158749）。课题组郭媛媛老师为论文第一作者，王耀教授为论文通讯作者，我校为第一完成单位。
文章针对传统的荧光图案制备方法，如喷墨打印、丝网印刷等，往往需要使用有毒的化学物质，并且难以实现多种颜色在同一图案上呈现的问题。开发了一种利用CO2激光在多层复合聚合物涂层中快速原位合成碳点，从而实现可调彩色颜色荧光图案原位绘制的新方法。该方法使用红外激光诱导引发聚合物膜（凝胶）中碳点前驱体分子反应，原位“自下而上”合成N,S 掺杂碳点，并通过构建多层膜结构、调节激光参数实现一步彩色荧光图案的制备。所制备的彩色荧光图案可以达到线精度30微米，并且在室温环境下最长可以保存24个月。制备效率高 （5平方厘米的图案只需要5分钟左右），并且可以适用于PVA聚合物膜和水凝胶材料体系。另外通过对药品包装和织物进行聚合物膜的涂敷，可以在包装品上实现一步制备彩色荧光防伪标签的目的，具有一定的普适性。文章结合光子诱导化学反应机理和热动力学分析，碳点的构效关系分析，结合分子动力学理论计算，从分子层面揭示碳点表面官能团与聚合物分子之间相互作用和荧光图案量子效率之间的联系。项目研究成果将为构建功能性彩色荧光图案提供新模型，开拓新思路。
王耀教授带领的先进信息材料（AIM）课题组近三年在光、电、气体和温度等响应型功能信息和智能传感材料研究方面取得了一系列重要突破，先后在《ACS Nano》、《Advanced Science》、《Journal of Materials Chemistry A》、《Advanced Functional Materials》、《Chemical Engineering Journal》、《ACS Applied Materials & Interfaces》、《ACS Sensors》等国际主要学术期刊上发表30余篇原创性研究论文，提高了我校在功能信息和智能传感材料领域的国际影响力。
本研究工作得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、“111计划”、广东省科技项目-国际合作、广东省光信息材料与技术重点实验室、广东省教育厅创新团队、和广州市科技计划等项目的支持。
以上突破性成果的取得，得益于我校高端人才引育政策和国家级国际科技合作平台的重要支撑，展现了我校师资培养工作以及基础学科研究的最新进展。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158749
撰稿人：郭媛媛
