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  隨著信息安全需求的增加，信息存儲和加密技術受到了越來越多的關注。開發具有多重動態信息存儲和加密功能的智能材料具有重要意義。近年來，多種防偽技術結合或多種外場刺激響應協同的加密技術被用來提高信息存儲的安全性，但是信息解密往往需要復雜的操作步驟或專用的解密設備。因此，開發簡單的加密/解密方法實現信息的高安全存儲和傳遞仍然具有挑戰性。

  通過在液晶聚合物中引入光致異構SPBM分子，利用光照改變SP和MC兩種構型的比例，就可以調整液晶聚合物鏈的分子排列，進而對聚合物的T_g進行編程。具體原理如下：

  （1）當SPBM分散在可聚合液晶丙烯酸酯混合物中并保持SP構型時，由于V型SP構型不利于形成規則的排列，因此液晶混合物只能松散地圍繞在SP分子周圍(圖2a)。隨后通過可見光聚合得到低T_g值的液晶聚合物薄膜(圖2b)，此時的T_g值遠遠低于室溫。因此，V型SP構型有足夠的自由體積轉化成直線型MC構型。紫外光照射后，液晶聚合物薄膜變為藍紫色，表明V型SP轉變成直線型MC（圖2c）。在可見光照射一段時間后，一部分MC構型轉化為SP構型(圖2d)。最終，在充分的可見光照射下，所有的MC構型都轉化為SP構型，薄膜恢復到初始狀態（圖3中的LCP-1薄膜與這種轉換模式相匹配）。

  （2）如果將含有SPBM的可聚合液晶丙烯酸酯混合物在紫外光下光聚合，SPBM分子會快速從SP構型轉化成MC構型(圖2e)，然后被固定在MC構型并受到周圍液晶分子的錨定。液晶聚合物薄膜薄膜的分子排列非常緊密和規則，導致自由體積很小，T_g值很高（圖f）。此時得到的液晶聚合物薄膜即使在可見光照射24小時后，由于完全凍結在玻璃態的聚合物鏈的分子間錨定作用和應力應變所產生的強大的雙重抑制效應，薄膜也無法恢復到初始狀態（圖3中的LCP-4薄膜與這種轉換模式相匹配）。

圖3液晶聚合物薄膜在可見光（Vis）模式和紫外光（UV）模式下的時間依賴性褪色情況。

  如圖5a所示，通過掩膜兩步法獲得了具有分區域不同T_g值的液晶聚合物薄膜，對于狀態1（F）、狀態2（E）、狀態3（I）和狀態4（背景），紫外聚合時間分別是30分鐘、10分鐘、5分鐘和0分鐘，然后剩下的時間進行可見光聚合，總聚合時間是30分鐘。隨后，整個薄膜被暴露在紫外光下10分鐘以誘導螺吡喃分子中的SP構型全部轉換成MC構型。因此，整個薄膜都是紫色沒有任何信息可以被識別，這是信息加密過程。

  隨后，將具有不同T_g值的液晶聚合物薄膜置于可見光下照射并記錄它們的褪色情況，這是信息解密過程。在前面的實驗中已經證明低T_g值的聚合物比高T_g值的褪色速率要快。如圖5a所示，分別在可見光照射2 (Time A)分鐘、10 (Time B)分鐘和60 (Time C)分鐘后，信息“FEI”、“FE”和“F”被識別出來。這是因為“F”、“E”和“I”區域不同的T_g值導致的。結果表明，該材料在信息加密方面表現出時間依賴性，即正確的信息 “FE”可以使用指定的“時間密鑰”（Time B）解密。如果時間更長或更短，則分別識別出虛假信息“EFI”（2分鐘）或“I”（60分鐘）。利用時間依賴性，通過簡單地調整T_g值來編程信息加密的復雜性。如圖5b所示，在自擦除過程中，正確信息“F”會伴隨著虛假信息（“E”和“I”）。

圖5信息加解密過程實物照片。初始狀態表示加密過程，時間A、時間B和時間C對應解密過程。需要注意的是，只有在時間B獲得的信息是真實的信息。

  綜上所述，本工作開發了一種基于液晶聚合物的時變信息加密模型，該模型具有可編程的玻璃化轉變溫度(T_g)和逐級可調的熒光。在聚合過程中，通過光照調整SPBM分子中SP和MC兩種構型之間的比例，就可以調整液晶聚合物鏈的分子排列，進而對聚合物的T_g進行編程。利用這些特性，可以將信息以“時間鎖定”的方式編碼在液晶聚合物薄膜中，編碼后的數據隨著時間的推移而按設定自刪除，并在此過程中產生假信息或空白信息。正確的信息只能在指定的時間范圍內被識別。這項工作有望為開發具有時間依賴性安全性的高級信息加密材料提供新的見解。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202400030