近年来，具有动态荧光特性的荧光聚合物纳米材料在许多先进应用中展现出了巨大潜力，包括可逆信息储存、防伪和生物成像等方面。目前，对于基于双发色团或多发色团的动态荧光系统，最重要的挑战是如何更好地控制光致变色纳米粒子的发光行为，需要建立精准控制动态荧光行为的策略。据此，浙江理工大学曹志海教授课题组和华南理工大学赵祖金教授课题组合作开发了一种核壳工程策略，通过壳聚合物基质精确和独立地操纵动态荧光行为。该工作首次通过连续细乳液聚合和种子乳液聚合开发了精细的核壳荧光聚合物纳米粒子（CS-FPNPs），其具有明亮的 AIE 活性发色团结合的刚性核和光致变色染料结合的刚性可调外壳（图1）。利用核-壳结构，刚性核基体确保了 AIE 单元的强初始发射，而螺吡喃（SP）单元的光异构化行为则由壳基体的刚性精细且独立地调节。作者通过单独调控壳层基体合成了一系列不同的CS-FPNPs，CS-FPNPs在交替的紫外光照射下表现出明亮的时间依赖性可逆动态荧光行为（图3）。作者通过研究CS-FPNPs在紫外激发前后的紫外吸收光谱、荧光强度和荧光寿命等光学性质确定了动态荧光行为是由分别位于CS-FPNPs的核和壳中的荧光团之间的竞争吸收和 FRET 效应之间的复杂相互作用引起的（图2）。具有明亮动态荧光特性的 CS-FPNP 在许多先进的光学应用中具有巨大的潜力，例如紫外线警示和二维码加密（图4）。该研究展示了一种壳聚合物基体依赖性光致变色发光，并提供了一种新颖的核-壳工程策略来构建用于高级应用的智能发光材料。相关工作以“Delicate and Independent Manipulation of Dynamic Fluorescence Behavior of Polymer Nanoparticles Based on a Core–Shell Strategy”为题发表在《ACS Appl. Mater. Interfaces》上。论文的第一作者为浙江理工大学纺织科学与工程学院（国际丝绸学院）郭亚龙同学和朱维副教授，通讯作者为浙江理工大学曹志海教授。感谢华南理工大学赵祖金教授对论文的帮助与支持，郑思佳副教授对论文的修改和批注，陶萌等同学对实验的帮助。这项工作得到了国家自然科学基金（NNSFC）项目（51573168）、浙江省重点研发计划（2021C03196）和广东省自然科学基金的支持。

图1. (a) 通过连续细乳液聚合和种子乳液聚合制备 CS-FPNPs 的策略 (b) CS-FPNPs 的动态荧光行为示意图

图 2. CS-FPNPs的发光机制研究

图3. 通过独立调控壳层基体实现CS-FPNPs的动态荧光行为研究

图4. 具有动态荧光特性的CS-FPNPs应用展示

论文连接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c11279