假冒偽劣產(chǎn)品橫行，嚴(yán)重危害人民的生命和財產(chǎn)安全，干擾經(jīng)濟(jì)秩序，損害我國形象。根據(jù)全球品牌假冒偽劣產(chǎn)品報告（GBCR），2018年，由于假冒偽劣產(chǎn)品的影響，服飾、針織品、鞋、化妝品、手包、手表等產(chǎn)品損失近98億美元。目前，科研人員主要利用配位聚合物、等離子體納米顆粒、量子點(diǎn)、響應(yīng)性有機(jī)分子等材料來制備防偽標(biāo)簽，但是有幾個因素仍制約其在杜絕假冒偽劣產(chǎn)品上的應(yīng)用。第一，目前制備的防偽標(biāo)簽極易被復(fù)制；第二，目前制備的防偽標(biāo)簽都是光致發(fā)光樣品，有光漂白的問題。
針對上述問題，鄭遠(yuǎn)輝教授團(tuán)隊通過以包裹染料分子的銀/二氧化硅核殼納米顆粒為信息基元，利用掩膜光刻技術(shù)輔助的自組裝方法，制備出廉價、無損的不可復(fù)制防偽標(biāo)簽。利用此信息基元的表面等離子體共振、熒光及拉曼信號進(jìn)行多重加密，同時利用Image J的方法對圖片進(jìn)行比對，并對不可復(fù)制防偽標(biāo)簽進(jìn)行解密。此項研究工作為用于防偽的不同自組裝納米材料提供了一個簡單可行的思路。
圖1. 以包裹染料分子的銀/二氧化硅核殼納米顆粒為信息基元制備出不同圖案的不可復(fù)制防偽標(biāo)簽的暗場圖片及熒光圖片。
在此基礎(chǔ)上，鄭遠(yuǎn)輝教授團(tuán)隊和李福山教授團(tuán)隊以II-VI族半導(dǎo)體量子點(diǎn)為墨水，利用噴墨打印機(jī)制備出廉價、無損、隱蔽、智能手機(jī)讀取及人工智能驗證的不可復(fù)制防偽標(biāo)簽。在375nm光的激發(fā)下，量子點(diǎn)分別呈現(xiàn)出紅綠藍(lán)三色，通過打印的方法形成花狀的不可復(fù)制防偽圖紋，首次利用人工智能的方法對不可復(fù)制防偽標(biāo)簽進(jìn)行解密，此項研究工作為快速解密不可復(fù)制防偽標(biāo)簽提供全新的策略。
圖2. 人工智能解密原理：（a）解密過程示意圖；（b-g）6張數(shù)據(jù)庫的防偽標(biāo)簽；（h-m）6張在不同亮度、角度、放大倍數(shù)、清晰度及包含以上因素的熒光圖片；（n-s）6張不在數(shù)據(jù)庫的防偽標(biāo)簽；（t,u）真假防偽標(biāo)簽的相似度。
該團(tuán)隊進(jìn)一步利用自組裝方法將配位聚合物（cupric bromide complex of pyrazine 1,4-dioxide）涂在利用光刻技術(shù)制備的圖案上，制備出色彩豐富、電腦視覺解密的不可復(fù)制防偽標(biāo)簽。利用表面增強(qiáng)薄膜干涉實(shí)現(xiàn)防偽標(biāo)簽在明場顯微鏡下展現(xiàn)多種顏色的圖案，從根本上解決了光漂白的問題，且最低密容量可高達(dá)3739。利用電腦視覺的方法對不可復(fù)制防偽標(biāo)簽進(jìn)行解密，準(zhǔn)確率高達(dá)100%。此項研究工作為制備廉價、可大規(guī)模生產(chǎn)的不可復(fù)制防偽標(biāo)簽提供堅實(shí)理論基礎(chǔ)。
圖3. 電腦視覺解密原理。a（1-6）6張數(shù)據(jù)庫的防偽標(biāo)簽；b（1-6）6張在不同亮度、角度、放大倍數(shù)、清晰度及包含以上因素的明場圖片；c（1-6）6張不在數(shù)據(jù)庫的防偽標(biāo)簽；（d,e）真假防偽標(biāo)簽的相似度;（f）在不同相似度臨界值下的驗證正確率和錯誤率。
以上相關(guān)成果分別發(fā)表在Advanced Materials (Adv. Mater. 2016, 28, 2330-2336), 第一作者和通訊作為為鄭遠(yuǎn)輝教授，新南威爾士大學(xué)Justin Gooding 教授為共同通訊作者；Nature Communications (Nat. Commun. 2019, 10, 2409), J. Mater. Chem. C (DOI: 10.1039/c9tc04615a), 福州大學(xué)物信學(xué)院的劉洋博士和化學(xué)學(xué)院韓斐博士為共同第一作者，福州大學(xué)物信學(xué)院的李福山教授和福州大學(xué)化學(xué)學(xué)院的鄭遠(yuǎn)輝教授為共同通訊作者。
目前，鄭遠(yuǎn)輝教授團(tuán)隊正在招聘研究生，博士后和科研助理，歡迎對光學(xué)加密和顯示研究有興趣的朋友加盟。聯(lián)系方式：yuanhui.zheng@fzu.edu.cn。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.201505022
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10406-7
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/TC/C9TC04615A#!divAbstract
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