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新聞網訊 質子導電材料在燃料電池、智能電網和傳感器等領域具有廣泛的應用前景。當前在高電導率質子導電材料的制備領域，對電導率性能的動態調控尤其是光控質子導電行為等研究愈發受到科研工作者的重視。然而，目前為數不多的光控質子導電材料大多集中在有機磺酸光誘導質子解離以及偶氮苯的異構化材料中，受到合成條件及成本限制等的影響不利于普遍推廣與應用。

近日，化學化工學院碩士生張倩提出一種“利用光生自由基進行質子導電性能調控”的新策略，成功設計出具備優異光調控質子傳導性能的功能變色材料。以有機膦酸單元為電子供體，缺電子多吡啶單元為電子受體，二者協同作用構筑了一維鏈狀特征的光致變色材料。其中，膦酸基團和游離水分子作為質子主要來源，水分子與一維鏈模塊通過氫鍵作用形成有效的質子傳導通道，達到提升材料的質子導電性能目標。這類材料在氙燈照射下發生了膦酸組分到多吡啶組分的電子轉移，并產生可逆的光致變色行為；伴隨光生自由基的產生，材料的質子導電率增加了20%，表明光生自由基能夠有效誘導更為廣泛的氫鍵參與質子傳導過程。這項工作在電子轉移光致變色材料中首次實現了光響應質子導電性能，為合成智能導電材料提供了新的策略。

相關成果以“Light Enhanced Proton Conductivity in a Terbium Phosphonate Photochromic Chain Complex” (DOI: 10.1007/s11426-021-9976-7)為題發表在《中國科學：化學》（SCIENCE CHINA Chemistry），該期刊是國內化學一流學術刊物并入選“中國科技期刊卓越行動計劃”，2020年即時影響因子達到8.831，中科院一區top期刊。論文第一作者為2019級碩士研究生張倩，青年教師胡繼祥教授和王國明教授為論文的共同通訊作者，青島大學為唯一通訊作者單位。該研究工作得到國家自然科學基金(21901133, 22071125, 22071126, 21571111)與山東省重點研發計劃項目(2019GGX102006)等的資助。