現代科學(xué)技術迅猛發(fā)展的同時，虛假信息和假冒僞劣商品等問題日益嚴重，對(duì)國(guó)家安全、社會正常秩序以及人民健康、财産等構成(chéng)了嚴重威脅。近年來，科研人員開(kāi)發(fā)了熒光标簽、全息、水印等光學(xué)技術與材料體系用于信息加密與防僞。依賴這(zhè)些方法，相關問題得到了一定程度的緩解，但這(zhè)些爲人熟知的加密與防僞體系容易被(bèi)仿制，造成(chéng)假冒僞劣、信息洩露等問題依然層出不窮。因此，急需開(kāi)發(fā)先進(jìn)的光學(xué)加密與防僞技術，并研制新型光學(xué)材料以提高加密與防僞的安全等級。有機室溫磷光材料（room temperature phosphorescence, RTP）在關閉激發(fā)光源後(hòu)仍能(néng)持續發(fā)光一段時間，可爲信息加密與防僞提供額外的時間維度。然而，如何精準地調控RTP發(fā)光性能(néng)（強度、壽命、餘輝持續時間等）依然是一個難以解決的科學(xué)問題。該問題的有效解決將(jiāng)有望實現按需獲得特定的RTP性能(néng)以更好(hǎo)地應用于信息加密、餘輝防僞等領域。
近年來，中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所海洋關鍵材料重點實驗室智能(néng)高分子材料團隊陳濤研究員和樂曉霞副研究員一直緻力于複合發(fā)光材料的可控構建及其在信息存儲與加密、僞裝與防僞等方面(miàn)的應用研究（Chem. Soc. Rev., 2024, 53, 606; Adv. Mater., 2024, DOI: 10.1002/adma.202311347; Adv. Mater., 2023, 35, 2300615; Angew. Chem.Int. Ed., 2023, 62, e202300417; Adv. Mater. 2022, 34, 2107452; Adv. Mater., 2022, 34, 2201262; Acc. Chem. Res. 2022, 55, 16, 2291; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 21890; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 3640）。近日，該團隊報道(dào)了一系列餘輝性能(néng)精确可調的RTP材料，并結合多色熒光建立了高安全等級的熒光-餘輝雙模式加密與防僞體系。
文中，科研人員受到海洋夜光藻晝夜顔色變化啓發(fā)，報道(dào)了一系列肉眼可見具有長(cháng)波長(cháng)熒光和短波長(cháng)餘輝的特殊材料體系，其兼具梯度餘輝和多色熒光的特點，可以很好(hǎo)地應用于高安全等級的信息加密與防僞（圖1）。研究發(fā)現，在有機RTP材料體系中引入動态的镧系配位可以實現高效的配體到镧系金屬離子的光敏化能(néng)量轉移。這(zhè)樣(yàng)可控的能(néng)量轉移不僅可以實現熒光連續變化，還(hái)可以精準調控餘輝強度、壽命和持續時間。基于多色熒光與精準的餘輝梯度，建立了具有高安全等級的熒光-餘輝雙模式加密與防僞體系。由于材料具有優異的透明性（可見光區的透過(guò)率>90%），因此在日光燈下不可獲取正确信息，具有極好(hǎo)的信息隐蔽性。紫外燈下，可依賴多色熒光顯現完整的信息。但隻在關閉紫外燈後(hòu)，才能(néng)進(jìn)一步獲取真正的目标信息。這(zhè)樣(yàng)的多級加密體系可在很大程度上杜絕信息的洩露與破譯。科研人員進(jìn)一步憑借精确、可控的餘輝梯度與多色熒光，發(fā)展了具有時空分辨特點的熒光-餘輝雙模式防僞體系。所構建的防僞圖标在日光燈下不可見，紫外燈下能(néng)顯現所隐藏的圖案。更重要的是，在撤去紫外光源後(hòu)，防僞圖标將(jiāng)産生連續的時空變化，具有難以仿制的優點。這(zhè)種(zhǒng)性能(néng)精準可控的複合RTP材料及餘輝-熒光雙模式加密與防僞不僅爲未來新型光學(xué)材料的開(kāi)發(fā)奠定基礎，而且將(jiāng)啓發(fā)新一代加密與防僞技術的發(fā)展與進(jìn)步。
該工作以題爲“Precisely Coordination-Modulated Ultralong Organic Phosphorescence Enables Biomimetic Fluorescence-Afterglow Dual-Modal Information Encryption.”發(fā)表于Advanced Functional Materials 上（Adv. Funct. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adfm.202310043.）。本研究得到了國(guó)家重點研發(fā)計劃（2022YFB3204301）、國(guó)家自然科學(xué)基金（22205249）、中國(guó)博士後(hòu)科學(xué)基金（2021TQ0341、2022M723252）、浙江省自然科學(xué)基金（LQ23B040002）、甯波市自然科學(xué)基金（2021J203）、中國(guó)科學(xué)院甯波材料所所長(cháng)基金（2021SZKY0305）等項目的資助。（原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202310043）
圖1 仿生構建配位調控的有機室溫磷光及其熒光-餘輝雙模式加密
課題組鏈接：https://smartpolymers.nimte.ac.cn
（海洋關鍵材料重點實驗室）
