力致变色是一种改变光信号的能力，如发光颜色和强度、透明度、吸光颜色以响应外部机械刺激。目前，具有发光力致变色响应的柔性材料很少被报道，而同时具有拉伸、弯曲和压缩三种力致变色响应的力敏传感器件还没有报道过，因此，其也成为了力致变色领域的重大研究挑战之一。
我课题组自2020年开展氢键有机框架晶态基元杂化材料的构筑及功能化，取得系列进展(Adv. Funct. Mater.2021,31,2103321;Adv. Opt. Mater. 2022, 10, 2200451; Adv. Health. Mater. 2023, 12, 2203292; J. Mater. Chem. A 2021,9,26391-26400; 2022, 10, 15427-15437; 2023, 11, 4739-4750; J. Hazard. Mater. 2023, 441, 129865; Inorg. Chem. Front. 2022, 9, 3627-3635; J. Mater. Chem. C 2022, 10, 10320-10329; 2022,10,1212-1219)。;
近期，2020级博士生徐鑫合成了一例离子型氢键有机框架(HOF-TJ-1)蓝光材料，并通过阳离子交换的方法合成了具有红，黄，绿三种发光颜色的Dye@HOF材料。受蓝环章鱼的皮肤变色行为启发，团队提出了一种发光力敏仿生皮肤传感器的概念，即使用PDMS材料合成了四种HOF基具有三重力致变色响应的皮肤传感器（1−4）。在拉伸过程中，1−3的发光颜色从最初的蓝色变为红色、黄色、绿色，4表现出增强的蓝色发射。在0−40%的压缩应变下，1−4的蓝色发射增强。该传感器上层具有多孔结构，在拉伸，弯曲和压缩的过程中，1−4表现出了超低的检测限和极好的可重复性。通过有限元仿真模拟计算，三种力致变色响应（拉伸，弯曲和压缩）的机理得到了合理的解释。进一步，基于1的发光力致变色响应，还实现了三种智能应用，即手指运动传感、手势识别和触觉增强的手掌信息收集。该工作以“Bioinspired HOF-based luminescent skin sensor with triple mechanochromism responses for recognition and collection of human biophysical signals”为题在线发表在《Materials Horizons》上（https://doi.org/10.1039/D3MH00096F）。该研究得到国家自然科学基金(21971194)的资助和支持。
这项工作为制备基于HOFs的全色彩发光力敏皮肤传感器提供了简便的合成方法，极大地扩展了发光力致变色响应的类型，丰富了发光力敏仿生皮肤传感器的应用。
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https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/mh/d3mh00096f