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  提起“隱形墨水”，人們首先會(huì)想到諜戰(zhàn)片里用來(lái)傳遞情報(bào)的特工，用特殊的方式讓秘密消失或復(fù)原。然而傳統(tǒng)的隱形材料最大的缺點(diǎn)在于安全性不夠好。

  11月1日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）子刊《自然-通訊》（Nature Communications）在線刊登了上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院李良研究員課題組的最新研究成果：一種基于金屬有機(jī)骨架（MOFs）的隱形墨水用于信息加密。這一研究獲得了一種“新型隱形墨水”，可實(shí)現(xiàn)反復(fù)加密、解密。在當(dāng)今信息爆炸的時(shí)代，海量的信息、數(shù)據(jù)給人們的工作和生活提供了極大的便利，但也帶來(lái)了巨大的安全隱患。尤其是如何對(duì)機(jī)密信息進(jìn)行安全地存儲(chǔ)和保護(hù)仍然是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)。該研究通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和溶劑處理可以直接在MOFs中可逆地產(chǎn)生和淬滅熒光鈣鈦礦納米晶，從而可以實(shí)現(xiàn)機(jī)密信息的反復(fù)存儲(chǔ)和保護(hù)應(yīng)用。這是環(huán)境學(xué)院李良課題組繼JACS（2015, 137, 12430–12433; 2016, 138, 5749–5752）和Angewandte Chemie（2017, 56,8134 –8138）等成果后在量子點(diǎn)研究領(lǐng)域又一創(chuàng)新性突破。 

量子點(diǎn)穩(wěn)定性試驗(yàn)中的意外發(fā)現(xiàn)

  量子點(diǎn)具有優(yōu)異的光電性能，在照明、顯示、生命科學(xué)、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。然而量子點(diǎn)的穩(wěn)定性是影響其發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。針對(duì)熒光量子點(diǎn)的穩(wěn)定性問(wèn)題，李良團(tuán)隊(duì)在前期工作中提出了Al摻雜自鈍化量子點(diǎn)，和在“無(wú)水”環(huán)境對(duì)量子點(diǎn)進(jìn)行二氧化硅、硅鋁復(fù)合氧化物包覆的方法，都取得了成功。課題組張從陽(yáng)在進(jìn)入李良實(shí)驗(yàn)室攻讀博士之前，主要研究金屬-有機(jī)骨架（MOFs），原本是嘗試將MOFs對(duì)量子點(diǎn)進(jìn)行包覆，從而提高其穩(wěn)定性。然而實(shí)驗(yàn)思路遇到瓶頸，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中卻有了意外的收獲。他偶然發(fā)現(xiàn)將MOFs直接作為反應(yīng)前體來(lái)同時(shí)提供金屬離子和限域模板，通過(guò)與鹵化鹽反應(yīng)，可以直接轉(zhuǎn)化產(chǎn)生強(qiáng)熒光的鈣鈦礦納米晶。意外的發(fā)現(xiàn)讓人驚喜，課題組也在思索，這種新的合成方法能如何運(yùn)用呢？ 

帶著好奇和興趣深入探索

  交叉學(xué)科背景讓科學(xué)起了奇妙的化學(xué)反應(yīng)，起初只是一種簡(jiǎn)單的合成方法，具體怎么用還要用好奇和興趣繼續(xù)探索。  

  導(dǎo)師李良長(zhǎng)期從事半導(dǎo)體納米晶合成化學(xué)及半導(dǎo)體納米晶在新能源、照明顯示以及環(huán)境污染物治理中應(yīng)用的研究工作。他熟知，在信息安全領(lǐng)域，熒光染料、配合物、量子點(diǎn)等使用廣泛，它們主要運(yùn)用在光、電、機(jī)械力等外界刺激下會(huì)發(fā)生熒光的變化實(shí)現(xiàn)光學(xué)信息的存儲(chǔ)和防偽等應(yīng)用。但是大部分此類材料的缺點(diǎn)在于由于自身光學(xué)性能的原因，導(dǎo)致其安全保密性相對(duì)較低。李良大膽設(shè)想，新的合成方法也許能解決這個(gè)問(wèn)題。用于轉(zhuǎn)化反應(yīng)的MOFs本身無(wú)熒光也不吸收光，不受外界刺激（如光激發(fā)）的影響，很好地滿足了隱形性和安全性的要求。沿著這個(gè)思路，張從陽(yáng)在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中利用噴墨打印機(jī)，在墨盒里裝上了以MOFs前驅(qū)體配制的墨水進(jìn)行打印，即將MOFs用作隱形墨水通過(guò)噴墨打印等印刷手段進(jìn)行信息存儲(chǔ)和加密。由于MOFs良好的安全性能，所記錄的信息無(wú)法通過(guò)常規(guī)手段讀取出來(lái)。然后對(duì)其進(jìn)行鹵化鹽反應(yīng)，MOFs中很快產(chǎn)生熒光鈣鈦礦納米晶，即完成信息讀取和解密過(guò)程。同時(shí)，由于鈣鈦礦材料的離子特性，在極性溶劑（如甲醇）處理之后，所產(chǎn)生的熒光鈣鈦礦納米晶可以很快淬滅，并直接可以再次用于新的轉(zhuǎn)化過(guò)程。值得一提的是，由于MOFs具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，直接用MOFs記錄的信息可以長(zhǎng)期存儲(chǔ)，用來(lái)重復(fù)解密和加密。至此，新的加密解密隱形墨水正式宣告成功。  

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-017-01248-2