光学信息存储以光信号承载并读取数据，是信息传输与信息安全领域长期关注的技术方向。近年来，随着柔性、可穿戴与共形防伪器件需求的快速增长，在柔性薄膜上实现高密度光学存储成为重要的研究课题。超长有机磷光（UOP）材料在撤去激发后可产生毫秒乃至小时级的延迟发光，凭借存储稳定性好、加工性强、发光寿命可调等优势，被认为是构建低成本、高密度光学存储系统的有力候选。然而，现有的UOP信息存储仍受三重限制：微尺度写入精度不足、信息写入流程复杂，以及存储模式过度简化——长期以来只能在“开/关”二元状态之间切换，单位面积的信息密度难以继续提升。
近期，西北工业大学柔性电子研究院于涛教授团队在《Advanced Functional Materials》期刊上发表题为“Dynamically Modulated Ultralong Organic Phosphorescent Materials: Achieving Wide-Range Lifetime Tunability for Multicolor Data Storage”的研究论文。该研究以聚合物基体的聚合度为调控杠杆，将超长有机磷光的寿命在4.6 ms至1577.50 ms的宽区间内精准地调制，并把“时间”引入编码维度，构建了时间分辨的信息存储策略，实现了16种色阶的多色信息显示与动态加密。该工作为可打印有机磷光材料迈向高安全等级光存储提供了全新的材料平台与技术路径。
研究人员首先从分子结构设计入手，选取两种三芳胺衍生物3-TBAOF与4-TBAOF作为客体发光分子。这类分子中与中心氮原子相连的芳环呈高度扭曲构型，引入萘、二苯并呋喃等大共轭基团，不仅将吸收光谱拓展至可见区，也为分子间相互作用的形成奠定了基础。作者将客体以0.1 wt%的掺杂浓度分散于PMMA、PVP及HEA:AA等多种刚性聚合物基体中，其中HEA:AA因具备光固化特性、刚性可调而被选为核心体系。掺杂薄膜在365 nm紫外光激发下的稳态发光与单体荧光高度一致，而延迟光谱中则出现以529 nm（3-TBAOF@HEA:AA）和564 nm（4-TBAOF@HEA:AA）为中心的绿黄色余辉，肉眼可见时长可达29 s，寿命分别达到1674.09 ms与1577.50 ms。更重要的是，得益于二聚体/激基缔合物能级的引入，薄膜的余辉还可由405 nm、430 nm等可见光直接点亮，激发窗口一直延伸至475 nm，在430 nm激发下仍保持180.63 ms与343.35 ms的长寿命，从而实现了紫外/可见光双通道激发。
为验证材料的可加工性，作者采用摩方精密面投影微立体光刻（PμSL）3D打印技术（nanoArch® P150，精度：25 μm ），以4-TBAOF@HEA:AA为打印墨水，通过模型切片与逐层曝光，一次性成型了艺术品模型与精细点阵骨架等多种复杂三维结构；打印件经乙醇超声清洗去除残余树脂后，置于摩方精密G2光固化箱中后固化2h。在365、405、430 nm光照下，成型骨架分别呈现18s、15s和3s的可拍摄余辉（肉眼观察分别为29s、24s和8s），充分证明了该磷光体系作为DLP打印墨水的可靠性与结构成型精度。
图注：TBAOF@HEA:AA薄膜的光物理性质及3D打印骨架的余辉表现。
余辉寿命为何能够被“写入”？作者将目光投向了聚合过程本身。随着光固化时间由20 s延长至16000 s、光强在18.198–25.013 mW/cm²区间内变化，4-TBAOF@HEA:AA薄膜的磷光寿命从4.6 ms单调增至1577.5 ms，二者呈现清晰的正相关。FTIR测试给出了直接证据：基体双键转化率随固化时间持续上升，网络交联密度随之提高，客体分子的运动空间被压缩，非辐射跃迁通道被显著抑制；变温寿命测试则提供了反向佐证——升温加剧热致非辐射耗散、寿命明显缩短，恰说明常温下寿命的延长源自刚性网络的“锁闭”效应。
图注：磷光寿命与光固化时间的定量关系及宽范围可调寿命的发光机理。
基于寿命与聚合度之间稳定、可编程的对应关系，作者构建了一套“时间维度”的编码规则。以4-TBAOF@HEA:AA为存储介质，通过DLP打印在薄膜上逐区设定固化时间与光强，可精确写入16种不同的余辉时长，对应16种颜色单元。作者据此制作了代表十二个月份的风景图案：在日光下，十二张薄膜的外观几乎完全一致，颜色与图案信息被彻底隐藏；经激发光照射后，天空、山丘、草地、灌木、太阳、花朵、树干等元素按预设时长依次点亮、依次熄灭，余辉的“消失顺序”即成为解码的钥匙。以“六月”为例，上述元素的余辉持续时长分别为1.40、2.57、4.23、5.10、5.97、7.23和8.63 s，逐一对应其原本的蓝、浅绿、绿、深绿、黄、橙与暗红配色，信息由此被完整还原。这种“所见非所存”的编码方式，把时间作为独立的存储维度叠加于空间图案之上，在不增加器件面积的前提下显著提升了存储密度与破解难度。
总结：研究人员发展的聚合度调控策略，在支持可3D打印的有机磷光体系中实现了跨越三个数量级的寿命连续调制，并由此建立了时间分辨的多级信息存储与加密范式。与传统二元存储相比，该体系兼具高精度数字写入、柔性可共形、信息可长期稳定保存与无损读取等优势，为复杂场景下的光学信息安全提供了新的技术选项。未来，随着打印精度与多通道编码逻辑的进一步拓展，这一材料平台有望在高端防伪、动态显示与高密度数据归档等方向发挥更大的作用。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.79289
