對於響應外部刺激的可逆高解析度著色/變色，水凝膠仍然具有挑戰性。最近，華東師範大學科研團隊提出了一種光門控配位切換機制來改變水凝膠網路內銀奈米粒子 (AgNPs) 的區域性表面等離子體共振，從而實現可逆的顏色變化。該水凝膠是透過 N,N'-雙丙烯醯胱胺 (BACA)、對苯乙烯磺酸鈉 (NASS) 和丙烯醯胺 (Am) 在 AgNPs 存在下的自由基交聯合成的。
圖1 具有光門控配位效應的水凝膠的合成。
在 λ = 400 nm (300 mW cm-2) 的光照射下，AgNPs 選擇性地與 BACA 的二硫鍵配位，在 30 秒內形成紅棕色水凝膠。在黑暗條件下，這種協調作用被 NASS 和 AgNPs 的磺酸鹽取代，使水凝膠變成灰白色。這種光控協調切換機制是一種物理過程，它可以在不明顯降低解析度的情況下實現著色/變色迴圈。透過高精度掩模，它可以在水凝膠表面寫入、儲存和擦除複雜的資訊，在資訊學、密碼學和安全領域顯示出巨大的潛力。
圖3 NASS 含量對 AgNPs 的協調轉換的影響。
圖4 AgNPs的光誘導配位切換的應用。
相關論文以題為Photogated Coordination Switching of Silver Nanoparticles for Reversible Coloration/Discoloration of Hydrogel發表在《Advanced Optical Materials》上。通訊作者分別是華東師範大學張利東教授，和胡志高教授。
參考文獻：
doi.org/10.1002/adom.202101505
