有机力致变色材料作为一类智能材料，因其在应力传感、信息加密及防伪领域的应用而受到广泛关注。在施加力刺激时，由于分子构象和排列的变化，其发光颜色会发生变化。对于大部分力致变色材料，为了实现发光性质从无定型态向晶态的转变，通常需要将材料置于有机溶剂的蒸气氛围中，这影响了其在实际场景中的应用。水蒸汽在大气中广泛存在，开发对水蒸汽响应的有机力致变色材料具有重要意义。

近日，我院研究者在水蒸汽响应有机力致变色材料方面取得进展。为了克服有机化合物的高疏水性，他们通过吡啶氮原子的季铵化获得了一种两亲性的吡啶盐CPAB。在空气中研磨时，可以观察到显著的力致变色现象，其发光颜色首先从深蓝色变为青色，进一步研磨会变为褐色。有趣的是，褐色发光能快速自动恢复到青色发光，并且颜色变化能够多次循环进行。研究结果表明，该吡啶盐能与水分子形成强烈的氢键，在研磨过程中吸收空气中的水蒸汽而发生快速的晶相转变。吸收了水分子的晶相在进一步研磨过程中被破坏，但在水蒸汽的作用下自发恢复有序的晶相，从而产生自恢复的力致变色现象。

吡啶盐CAPB良好的两亲性被应用于指纹识别。CPAB分子具有聚集诱导发光性质，能够聚集在指纹皮脂分泌物表面，分子运动受限而呈现明亮的绿色发光，达到指纹显影效果。作为指纹显影剂，CPAB具有诸多优势。首先，CPAB能够以水作为溶剂，显影过程无需使用有机助溶剂，避免了对指纹精细结构的破坏，在各种基质，如锡箔纸、塑料、玻璃、铁、陶瓷、石英，以及粗糙的皮革表面均有良好的显影效果；其次，CPAB的工作浓度低，可在20 μM浓度下具有对指纹的高分辨率显影，而且显影时间短，5 s即可显示清晰的指纹图像；最后，CPAB指纹显影的分辨率极高，对三级指纹细节（指纹脊宽度、汗孔分布等信息）具有非常清晰的可视化效果。可以说，CPAB的指纹显影是目前指纹显影剂的最好结果之一，对身份识别与犯罪场景指纹证据收集具有重要意义。  

相关研究结果以“Multi-Stimuli-Responsive Amphiphilic Pyridinium Salt and Its Application in the Visualization of Level 3 Details in Latent Fingerprints”为题，发表在《Advanced Materials》 (Adv. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adma.202211917)上。天津大学分子聚集态科学研究院博士研究生陈乙为本文第一作者，共同通讯联系人为谢育俊副研究员和李振教授。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211917