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四川大學盧燦輝教授/熊銳特聘研究員 Small: 用于獨立多通道光學加密的納米纖維素手性光學標簽
2023-05-16  來源:高分子科技

  假冒偽劣是日益普遍的全球性問題,可造成巨大經濟損失,以及對國家安全構成嚴重威脅。多通道光學加密材料可以提供更多的信息編碼,從而大幅提高防偽安全水平。目前,開發具有多通道光學響應的防偽結構和材料已經成為了前沿趨勢。然而,當前材料普遍面臨著光穩定性不足、非生物降解、不可回收、不同通道的編碼非獨立以及有限的編碼通道導致安全性有限等問題。因此,開發環保、具有生物功能、易于編碼、多通道響應的防偽材料仍然是一個巨大的挑戰。


 圖1:多通道加密的手性光學生物標簽的自組裝示意圖


  近日,四川大學盧燦輝教授、熊銳特聘研究員和福建師范大學盧至行講師生物體(如甲蟲和螢火蟲)利用圓偏振光對復雜生物信息進行加密的啟發,報道了一種基于納米纖維素(CNC)和金納米團簇(bioAuNCs)手性光子結構的多通道手性光學生物標簽。CNC是一種天然可再生的棒狀納米材料,具有豐富表面基團、良好生物相容性、生物降解性、低成本等特性,能夠自組裝成具有左旋手性向列結構的彩色薄膜。bioAuNCs作為客體發光材料,通過一維核殼自組裝固定在CNC表面,然后共組裝成手性向列相納米結構。所得到的復合標簽攜帶五種光學信息,能夠實現相互獨立的多通道防偽加密。


  該CNC/bioAuNCs生物標簽能將多種光學通道(包括結構色、熒光、圓偏振光活性、濕度響應和微納物理圖案)集成到同一個手性結構中。該光學標簽在圓偏振結構色在整個可見光波長上高度可調。此外,由于CNC誘導的bioAuNCs高度有序的手性排列,該標簽表現出左圓偏振發光性能,不對稱因子高達1.09。最重要的是,這些元素可以獨立編碼定制不同的防偽信息,實現了傳統防偽標簽很少實現的五個獨立防偽通道。鑒于五個獨立加密通道的一體化集成和標簽的可回收特性,CNC/bioAuNCs生物標簽在下一代防偽材料技術中具有很大的應用潛力。 


圖2:自組裝的CNC/bioAuNCs生物標簽的光學特性 


圖3:CNC/bioAuNCs生物標簽的一體化多通道加密


  上述工作近期以“Chiroptical Nanocellulose Bio-Labels for Independent Multi-Channel Optical Encryption”為題發表在Small上。四川大學高分子研究所碩士生周逸為第一作者,四川大學高分子材料工程國家重點實驗室熊銳特聘研究員和福建師范大學環境科學與工程學院盧至行講師為共同通訊作者。本工作得到了國家自然科學基金等項目的資助。


  原文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202303064

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(責任編輯:xu)
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