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 智能可以被定義為感知、存儲、分析和響應周圍環境或信息的一種能力。由于其智能光學應用，如熒光傳感、防偽、生物成像、熒光標簽、光電設備和微芯片等，智能發光材料已經成為了材料科學中的一個研究熱點。對于智能發光材料來說，熒光響應是賦予發光材料智能的關鍵因素，常常表現為通過熒光增強、猝滅以及發射峰的移動來輸出信號。而熒光傳感和化學防偽技術均可利用熒光響應來實現。可發光的鑭系功能化的氫鍵有機框架基水凝膠薄膜作為智能發光材料，不僅制備簡單、攜帶方便，而且可以提高防偽技術的安全等級。因此，制備雙發射的鑭系功能化的氫鍵有機框架基水凝膠薄膜在應用前景上顯示出了巨大的優勢。

同濟大學化學科學與工程學院閆冰教授課題組在多年開展金屬有機框架功能化組裝稀土光功能雜化材料研究的基礎上，逐漸拓展至非金屬的有機框架晶態基元雜化材料的構筑及功能化。比如，在共價有機框架材料的后合成功能化方面取得了系列進展(J. M. Wang, B. Yan*, et al., Inorg. Chem. 2019, 58, 9956-9963; Anal. Chem. 2019, 91, 13183-13190; ACS Appl. Mater. Interface 2020, 12, 12990-12998; Anal. Chem. 2021, 93, 4308-4316; J. Mater. Chem. C 2021, accepted)。近期，課題組以氫鍵有機框架材料為功能化對象，制備了一種銪離子功能化的氫鍵有機框架水凝膠薄膜，該薄膜具有長達1.99秒的長余輝，可用于兩種喹諾酮（氧氟沙星和氟甲喹）的熒光檢測，并且可以通過利用對兩種喹諾酮獨特的熒光響應實現信息的加密、解密和解碼。相關研究成果在線發表于國際知名期刊Advanced Functional Materials (IF = 16.836) (DOI: 10.1002/adfm.202103321).

在該項研究工作中，研究團隊基于原位合成方法成功地制備了氫鍵有機框架基水凝膠，然后通過銪離子與海藻酸鈉水凝膠的交聯反應制備出具有雙發射鑭系功能化氫鍵有機框架基薄膜。該薄膜關閉紫外線燈后顯示藍綠色長余輝，長余輝壽命達到1.99秒。根據熒光響應的不同，該薄膜作為熒光傳感器在10種喹諾酮中對氧氟沙星和氟甲喹有很好的選擇性并且遵循色度和比率傳感模式。低檢出限分別達到0.443 ppm和0.114 ppm。研究團隊還利用能量轉移過程深入探討了薄膜對兩種喹諾酮的熒光響應機制。薄膜在血清和尿液中對氧氟沙星和氟甲喹也有很強的檢測能力。為了進一步實現該薄膜的光學應用，研究人員利用對氧氟沙星和氟甲喹不同熒光響應機制，制備了熒光膜陣列和激發光調控的光學防偽薄膜，它們可以應用于多重信息的加密、解密和解碼。該研究工作提出了一種制備新型雙發射鑭系功能化氫鍵有機框架基薄膜的簡單方法，同時提供了智能發光材料用于熒光傳感和光學防偽技術的一個典型案例。

該項研究工作得到了國家自然科學基金項目和同濟大學發展科學基金項目的支持，閆冰教授為該論文的唯一通訊作者，博士生徐鑫為該論文的第一作者，博士生王金敏參與了相關工作。