荧光/磷光分子的快速发展极大地丰富了安全油墨的研究,并显著推进了数据加密和防伪技术。早期的例子采用单色和多色发光团(或发光材料的混合物)作为构建数据图案的油墨。为了进一步提高安全级别,研究者开发了大量具有动态和刺激响应型的荧光分子。同时,可产生超长室温磷光(RTP)的发光材料也备受关注,并已广泛应用于通过时域门控读数的方式进行数据加密和防伪。
尽管如此,传统安全油墨仍然存在一些未解决的挑战。首先,传统安全油墨的固有发光特性使得读数方案非常直接,即通过照射紫外光可以直接获得的荧光或余辉来提取数据,从而降低了数据的安全级别。其次,在循环操作后,安全油墨中动态分子开关或刺激响应基团的疲劳和降解,以及荧光分子的光漂白,往往会扭曲甚至损坏数据。第三,具有更高安全特征的特征,例如圆偏振特性,需要单对映异构荧光分子,使得高通量制备极具挑战性,因此无法推广到实际应用。
为了解决上述问题,澳门银银河黄伟国研究团队提出了一种新的解决方案,即将信息编码在非发光的聚合物中以确保数据的安全。理论上,聚合物具有许多特性,如拓扑结构(例如线性、星形和环形形状)、共聚合序列(例如块状、交替和随机共聚物)、分子量(例如高或低分子量)以及相结构(例如非晶态、液晶态和晶态)等。每个特征中的子类可对应于数字电路中的(1)和(0)两个态,因此可用于高度安全的数据存储和加密。而传统的分析方法(如元素分析、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)、X射线光电子能谱(XPS)等)很难区分这些子类,因此该方法极大地提高了数据安全性,并很好的解决了传统荧光油墨所遇到的问题。该成果以“Conventional Non-Fluorescent Polymers: Unconventional Security Inks for Data Storage and Multidimensional Photonic Cryptography”为题,近期发表于Advanced Materials。黄伟国研究员为本文的通讯作者。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202303641
通过非荧光型聚合物进行数据加密和防伪
(黄伟国课题组供稿)