在过去的几十年中,全球纸张消耗量的持续增长加剧了对环境的负面影响。为了减少纸张的使用量,可重复书写或打印技术应运而生。此外,如果利用环境条件(例如阳光、水等)的刺激作为打印或擦除的条件,将使该技术更加环境友好和可持续。另一方面,如果书写内容只有在特定条件下才可显现,那将是一种理想的数据“加密”手段。而“加密”的数据若能在某些条件下“自擦除”,则又拥有了附加的防破解机制。
蒽是一种稠环芳烃,在波长大于350 nm的辐射下会发生[4+4]环加成反应形成二聚体,同时引起荧光的淬灭,有望应用于光可擦的书写墨水。然而,较短的辐照波长对应着较高的能量,会造成材料的损伤。此外,蒽及其衍生物通常是疏水的,只能分散在有机溶剂中,影响其使用范围。
本文将一种可见光响应的9位共轭取代的蒽修饰于聚乙二醇单甲醚末端,合成了蒽衍生物An-PEG。利用了蒽在可见光下二聚后荧光淬灭的性质以及聚乙二醇的亲水性,制备了可阳光擦除的基于水溶液的荧光墨水。该聚合物可在水溶液中形成稳定胶束,并在紫外线或可见光的照射下快速二聚,伴随着荧光的淬灭。An-PEG水溶液可作为新型墨水在纸上书写,其笔迹在环境光下不可见,而仅在紫外线下显现。当暴露在阳光下时,笔迹将逐渐消失,并且不再显现。因此,这种可阳光触发荧光淬灭的水溶性蒽衍生物可作为光可擦荧光墨水,用于重复书写、图案化或保密文件的书写印刷。
该论文以“A Water-soluble Sunlight Erasable Ink Based on [4 + 4] Cycloaddition of 9-substituted Anthracene”为题作为backcover发表于Polymer Chemistry (DOI: 10.1039/D0PY00760A)。该工作主要由2017级硕士生卢海鹏完成,通讯作者为周娴婧老师。该工作得到国家自然科学基金(No. 21704092)和浙江省公益技术应用研究项目(LGF19B040001)的大力资助。
论文链接:https://doi.org/10.1039/D0PY00760A
