信息存儲與安全始終是社會關注熱點。科研界多年來致力于開發能夠在反射、透射和熒光以及圓偏振發光（CPL）等光學通道，以實現多樣化信息加密和防偽。在前期的工作中，團隊發展了一系列不對稱光聚合新方法, 實現了具有復雜微納結構和手性光學性質梯度分布的共軛聚合物功能微圖案的可控制備(Nat. Commun., 2020, 11, 1188; Nat. Commun., 2023, 14, 6177; Adv. Funct. Mater, 2025, 202501168)，并初步應用于光學信息加密與防偽領域。相較于單一結構色、熒光或CPL的傳統防偽技術，雙模/多模防偽材料可顯著提升防偽標簽的信息存儲容量與安全等級。然而，結構色、熒光（尤其是CPL）等光學通道在動態調控過程中的互相干擾使得獨立調制極具挑戰。當前研究多聚焦于克服正交調控的局限性，開發兼具可編程結構色、刺激響應熒光和CPL特性的防偽材料，對實現動態多模態信息加密具有重要意義。
該研究以題為“Dynamic multimodal information encryption combining programmable structural coloration and switchable circularly polarized luminescence”的論文發表在《Nature Communications》上。
圖一. 多模態動態信息加密系統的設計策略。
其中，上層微圖案層由光柵掩膜法制備，改變觀察角a或入射光方向b，PDA微圖案展現出不同虹彩結構色。根據布拉格定律，其角度依賴虹彩結構色受微陣列周期結構、入射光方向和觀察角度共同調控，通過調控入射光方向或者乙腈溶劑處理可實現圖像在特定區域的可逆隱藏或顯示。
下層手性熒光層為鈣鈦礦納米晶疊加螺旋堆疊銀納米線陣列（TNA）。螺旋堆疊使非手性鈣鈦礦（CsPbX3, X = Cl, Br, I ）熒光層產生CPL信號，發光不對稱因子最高可達±1.3，借助左/右旋圓偏振濾光片（CPF）可實現手性的裸眼識別。鈣鈦礦納米晶體中的鹵素陰離子交換可用于進一步調節其熒光信息，包括圓偏振熒光顏色和手性方向。
圖二. 結合結構色，熒光和CPL的多模態信息加密的應用實例。
該文章第一作者為中國科學技術大學馮澤雨博士、李家磊碩士，通訊作者為中國科學技術大學鄒綱教授、張紅莉副研究員，蘇州實驗室陳忻研究員。未來該研究團隊希望借助數據驅動的人工智能方法，克服傳統手性光學材料設計中結構信息精度差、效能預測難等瓶頸，融合多種傳統防偽模式進行組合，精準指導材料智能創制，實現更高性能的信息加密和高階防偽等應用。
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-57649-1
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