可见光触发水介质光开关行为：具有聚集诱导发射特性的增强型供体-受体二芳基乙烯衍生物

为解决传统二芳基乙烯(DTE)光开关材料依赖紫外光、生物相容性差的问题，研究人员设计了一种新型咔唑-氰基芴功能化的D-A型DTE衍生物(Cz-DTE-CN)，通过增强供体-受体相互作用实现可见光(420/660 nm)驱动的光致变色行为，并兼具聚集诱导发光(AIE)特性。该材料在水相纳米颗粒中仍保持优异的光开关性能，为生物功能材料开发提供了新思路。

　　

在光响应材料领域，二芳基乙烯(DTE)衍生物因其优异的热不可逆性和抗疲劳特性，被广泛应用于信息存储和生物成像。然而传统DTE材料依赖高能紫外光触发环化反应，存在细胞毒性大、组织穿透性差等瓶颈。如何开发可见光驱动、兼具水溶性和荧光特性的DTE体系，成为制约其生物应用的关键难题。

河南科技大学的科研团队通过分子工程策略，设计出具有增强型供体(D)-DTE-受体(A)结构的Cz-DTE-CN分子。该分子以电子富集的咔唑为供体，氰基芴片段同时作为电子受体和AIE基元，通过强化分子内电荷转移效应，成功实现420 nm紫光和660 nm红光的双向光开关控制。研究采用¹H NMR、¹³C NMR和HRMS确证结构，通过DFT计算验证光致变色机制，并利用两亲性Pluronic F127封装构建水溶性纳米颗粒体系。

材料与方法
通过Suzuki偶联等反应构建分子骨架，采用紫外-可见光谱和荧光光谱监测光异构化过程。AIE特性通过H₂O/THF混合溶剂体系验证，纳米颗粒通过薄膜水化法制备。

设计合成
分子设计聚焦两个核心：(1)通过咔唑-氰基芴强D-A相互作用降低激发能级；(2)利用氰基芴的J型堆积实现固态发光。合成路线涉及关键中间体2-5的逐步修饰。

光开关性能
在溶液和固态下均表现出可逆的色彩变化（无色?蓝色），环化量子产率达0.52。AIE测试显示，当H₂O含量达90%时荧光强度增强15倍，证实聚集态发光特性。

纳米颗粒应用
F127封装后的Cz-DTE-CN NPs粒径约120 nm，在生理环境中保持稳定光响应性，为活体应用奠定基础。DFT计算揭示S₀→S₁跃迁能隙为2.76 eV，与420 nm激发波长吻合。

该研究通过巧妙的分子设计，首次将强D-A相互作用与AIE特性整合于DTE体系，突破传统材料对紫外光的依赖。水溶性纳米颗粒的成功构建，为开发智能生物标记物、光控药物递送系统提供了新思路。论文发表于《Journal of Molecular Structure》，其"可见光触发+水相兼容"的双重突破，标志着光响应材料向实际生物医学应用迈出关键一步。