导读：

在超分子材料科学领域，合理构筑具有精准界面结构和先进光子功能的微胶囊仍是一项极具挑战性的课题。近期，华东师范大学徐林教授、豆伟涛研究员团队提出一种一步微流控制备策略，通过单乳液微滴界面的限域主客体组装制备超分子有机框架（SOF）微胶囊，并实现了可编程的能量转移与荧光调控，为限域光子材料和多功能微胶囊体系开辟了新方向。相关研究以“Supramolecular Organic Framework Membranes Assembled at Microdroplet Interfaces for Programmable Energy Transfer”为题目，发表在期刊《CCS Chemistry》上。

本文要点：

1、本文报道了一种一步微流控制备策略，通过单乳液微滴界面的限域主客体组装制备超分子有机框架（SOF）微胶囊。

2、以阳离子聚集诱导发光配体TPEC和葫芦[8]脲（CB[8]）为构筑基元，利用负电表面活性剂PCA⁻的静电调控，使TPEC在水-油界面富集，经CB [8]介导的主客体络合自发形成稳定的荧光超分子膜，所得中空微胶囊具有单分散性好、结构稳定、发光SOF界面定位精准的特点。

3、基于该限域结构，将界面SOF作为能量供体，包封磺基罗丹明101（SR101）作为受体，构建了人工集光体系，通过高效的荧光共振能量转移（FRET）实现了57.5%的高能量转移效率和可编程荧光输出；利用SR101的光漂白特性，还能实现荧光状态的光调制，得到黄绿光、红光等不同发射模式。

4、此外，结合微流控捕获技术，研究人员制备了有序的微胶囊阵列，可形成多通道、光调制的荧光图案（如数字、字母、ECNU标识），展现出在荧光编码、信息加密领域的应用潜力。

5、该研究建立了界面导向的SOF组装方法，融合超分子化学、微流控技术与光捕获功能，为限域光子材料和多功能微胶囊体系的发展开辟了新途径，在光子器件、光学信息存储、能量转移材料等领域具有广阔应用前景。

图1. (a) 微流控液滴介导的超分子有机框架界面组装示意图，其中引入带负电的表面活性剂（PCA⁻）调控四香豆素功能化聚集诱导发光配体（TPEC）与葫芦[8]脲（CB[8]）的界面组装过程；(b) 包封磺基罗丹明101（SR101）后，微胶囊内TPEC⊂CB[8]复合物与SR101间发生荧光共振能量转移，实现多通道液滴阵列显示“ECNU”图案。

图2. (a) 三入口流动聚焦微流控液滴芯片的结构示意图；(b) 微流控芯片中连续相和分散相在不同流速下的液滴流型统计图谱；(c) 代表性微液滴的激光扫描共聚焦显微镜明场图像，插图为微液滴的粒径分布直方图；(d-f) 不同连续相配方制备的液滴激光扫描共聚焦显微镜荧光图像：(d) 含1 wt%中性表面活性剂（PPP）的氟油（FC-40）、(e) 含1 wt% PPP和0.2 wt%带负电表面活性剂（PCA⁻）的FC-40、(f) 含1 wt% PPP和0.4 wt% PCA的FC-40；(g-i) 分别对应(d)、(e)、(f)中单液滴的荧光强度定量分布曲线。

图3. (a) 微液滴的结构示意图及代表性单个微液滴的激光扫描共聚焦显微镜三维重构图像；(b) 采用含20 wt%全氟辛醇的FC-40破乳后，微液滴的结构示意图及透射电子显微镜图像。

图4. (a) 水中磺基罗丹明101（SR101）的紫外-可见吸收光谱与超分子有机框架（SOF）的荧光发射光谱（归一化处理）；(b) 365 nm激发下，水中的SOF在加入不同供体-受体摩尔比（D:A）的SR101后的荧光发射光谱（狭缝宽度：激发5 nm，发射5 nm）；(c) 水中的SOF在加入不同D:A比（100:0至100:20）的SR101后，光致发光颜色演变的国际照明委员会（CIE）色度图（实验条件：2.5×10^-5 mol/L TPEC、5×10^-5 mol/L CB[8]）；(d) 365 nm激发下，SOF在550 nm处有无SR101时的时间分辨荧光衰减曲线（实验条件：2.5×10^-5 mol/L TPEC、5×10^-5 mol/L CB[8]、5×10^-6 mol/L SR101）。

图5. (a) 包封SR101后，微胶囊内荧光共振能量转移的过程示意图；(b) 561 nm激发下，含SOF的微胶囊荧光显微镜图像；(c) 405 nm激发下，未包封SR101的SOF微胶囊荧光显微镜图像；(d) 405 nm 激发下，包封SR101的SOF微胶囊荧光显微镜图像；(e) 经405 nm激光照射10分钟后，405 nm激发下的SOF-SR101复合微胶囊荧光显微镜图像。

图6. (a) 微胶囊阵列的制备过程示意图；(b) 负载SR101的微胶囊的荧光响应行为：ⅰ 405 nm激发下的荧光行为、ⅱ 561 nm激发下的荧光行为、ⅲ 405 nm激光照射10分钟后405 nm激发下的荧光行为；(c-d) 排列成数字和字母的微胶囊阵列荧光显微镜图像：上排为405 nm激发、中排为561 nm激发、下排为光漂白后405 nm激发。

论文链接：https://doi.org/10.31635/ccschem.026.202607446

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