近日，我校材料学院彭锋教授团队在发现及解译半纤维素室温磷光的基础上，创新性地提出分级发光中心耦合策略实现自保护木聚糖基碳化聚合物点（X-CPDs）的时间依赖性变色磷光（TDPC），进一步挖掘半纤维素在室温磷光领域的应用潜力，引起领域内高度关注。相关成果以“Hierarchical luminescence center coupling enables time-dependent phosphorescence color from self-protective carbonized polymer dots”为题发表于《Nature Communications》。

TDPC材料可在时间维度储存、加密信息，极大提高防伪加密安全等级，是当前的研究热点。然而，由于三线态激子的自旋禁阻跃迁及易猝灭失活特性，通过有机室温磷光材料的激发态调控实现TDPC是挑战性前沿科学问题。针对以上挑战，我校材料学院彭锋教授团队在率先发现并解译木聚糖室温磷光现象的基础上（Cell Rep. Phys. Sci. 2022, 3, 101015，Nature期刊亮点报道；J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 1294-1304，封面论文），借助木聚糖优异的磷光性能，将其转化为核壳结构碳化聚合物点，木聚糖壳结构提供黄绿色磷光，交联核结构产生蓝色磷光，两种磷光寿命不同的发光中心共存，产生了高对比度TDPC现象。研究发现当使用1,3-二氨基丙烷作为交联剂时，聚合物点具有高度稳定和刚性的结构，其核壳结构的簇聚诱导室温磷光性能被充分激活，此方法不需要借助外界基质稳定及调控三线激发态即可实现TDPC（图1）。

图1 基于分级发光中心耦合策略设计及制备具有TDPC性能的X-CPDs

鉴于X-CPDs优异的TDPC性能，将其掺入到环氧树脂中，可用于制作漂亮的具有防伪性能的工艺品。同时，TDPC材料可以在时间维度提供额外的信息通道，增强信息的装载能力，提高解密手段的安全性，用于动态信息加密（图2）。本研究为实现TDPC提供了一种高效的方法，并深入揭示了木聚糖碳化聚合物点的磷光发射机制，为该领域的研究提供了新的理论见解。

图2 X-CPDs的动态防伪及信息加密应用

材料学院博士研究生史美超为第一作者，吕保中副教授和彭锋教授为共同通讯作者，北京林业大学为第一完成单位。该研究得到了国家杰出青年科学基金（32225034）、国家自然科学基金（22308028）、中央高校基本科研业务费（JCYJ202501）等项目的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-62807-6