信息洩露、虛假信息泛濫等問題會直接或間接對(duì)人們的生産、生活、經(jīng)濟造成(chéng)損失。針對(duì)以上問題,新的防僞材料和相應的加密-解密技術已經(jīng)在近幾十年得到了快速發(fā)展。其中,熒光圖案由于其鮮明的色彩和易于操作等優勢,受到了科研人員的廣泛關注。然而,能(néng)發(fā)射相同熒光顔色的替代物有很多,傳統的靜态熒光信息依然面(miàn)臨著(zhe)被(bèi)複制和假冒的風險。
近年來,中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所智能(néng)高分子團隊在智能(néng)熒光水凝膠體系的設計及水凝膠基信息存儲、相應加密-解密技術的開(kāi)發(fā)方面(miàn)取得了一系列的研究進(jìn)展(ACS Sensor, 2018, 3, 2394; Sci. China Mater.2019, 62, 831; ACS Macro Lett. 2019, 8, 937; Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1905514; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 3640; Adv. Intell. Syst. 2021, 3, 2000239; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 21890)。
前期,智能(néng)高分子團隊與北京航空航天大學(xué)劉明傑教授課題組展開(kāi)合作,報道(dào)了一種(zhǒng)具有瞬态熒光性能(néng)的智能(néng)水凝膠并將(jiāng)其用于多級信息存儲,實現了信息的加密-解密-自擦除(Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 3640)。最近,雙方再次合作,通過(guò)兩(liǎng)步互穿法構築了油/水異質網絡,其中水凝膠網絡含有萘酰亞胺熒光基元(DEAN),油凝膠網絡含有光響應性的螺吡喃熒光單元(SP)。通過(guò)紫外光的照射,使得SP的結構向(xiàng)部花青(MC)結構發(fā)生轉變,進(jìn)而觸發(fā)兩(liǎng)個熒光單元之間的熒光共振能(néng)量轉移(FRET)效應,實現油水凝膠的熒光顔色從綠色到黃色再到紅色的轉變。若通過(guò)H+的處理,MC的結構會變成(chéng)MCH+的結構,有效阻斷FRET效應。利用這(zhè)點,研究人員通過(guò)H+差異化處理油水凝膠、不同模塊的組裝,構築了具有動态熒光信息防僞能(néng)力的信息存儲裝置。
該工作以題爲“Heterogeneous Fluorescent Organohydrogel Enables Dynamic Anti-counterfeiting”的論文發(fā)表在Adv. Funct. Mater., 2021, DOI:10.1002/adfm.202108365。通訊作者分别是中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所陳濤研究員和北京航空航天大學(xué)劉明傑教授。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(51773215、21774138)、國(guó)家重點研發(fā)計劃項目(2018YFC0114900、2018YFB1105100)、中國(guó)博士後(hòu)科學(xué)基金項目(2020M671828)、中國(guó)科學(xué)院青年創新促進(jìn)會(2017337)、中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)重點研究項目(QYZDB-SSW-SLH036)、中德人才流動計劃(M-0424)、王寬誠教育基金(GJTD-2019-13)等項目的支持。
異質熒光油/水凝膠用于動态熒光防僞
(高分子與複合材料實驗室 樂曉霞)