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四川大學(xué)盧燦輝教授/熊銳特聘研究員 Small: 用于獨(dú)立多通道光學(xué)加密的納米纖維素手性光學(xué)標(biāo)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(jīng)濟(jì)損失,以及對國家安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。多通道光學(xué)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(fā)具有多通道光學(xué)響應(yīng)的防偽結(jié)構(gòu)和材料已經(jīng)成為了前沿趨勢。然而,當(dāng)前材料普遍面臨著光穩(wěn)定性不足、非生物降解、不可回收、不同通道的編碼非獨(dú)立以及有限的編碼通道導(dǎo)致安全性有限等問題。因此,開發(fā)環(huán)保、具有生物功能、易于編碼、多通道響應(yīng)的防偽材料仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。


 圖1:多通道加密的手性光學(xué)生物標(biāo)簽的自組裝示意圖


  近日,四川大學(xué)盧燦輝教授、熊銳特聘研究員和福建師范大學(xué)盧至行講師生物體(如甲蟲和螢火蟲)利用圓偏振光對復(fù)雜生物信息進(jìn)行加密的啟發(fā),報(bào)道了一種基于納米纖維素(CNC)和金納米團(tuán)簇(bioAuNCs)手性光子結(jié)構(gòu)的多通道手性光學(xué)生物標(biāo)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(tuán)、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(jié)構(gòu)的彩色薄膜。bioAuNCs作為客體發(fā)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(jié)構(gòu)。所得到的復(fù)合標(biāo)簽攜帶五種光學(xué)信息,能夠?qū)崿F(xiàn)相互獨(dú)立的多通道防偽加密。


  該CNC/bioAuNCs生物標(biāo)簽?zāi)軐⒍喾N光學(xué)通道(包括結(jié)構(gòu)色、熒光、圓偏振光活性、濕度響應(yīng)和微納物理圖案)集成到同一個(gè)手性結(jié)構(gòu)中。該光學(xué)標(biāo)簽在圓偏振結(jié)構(gòu)色在整個(gè)可見光波長上高度可調(diào)。此外,由于CNC誘導(dǎo)的bioAuNCs高度有序的手性排列,該標(biāo)簽表現(xiàn)出左圓偏振發(fā)光性能,不對稱因子高達(dá)1.09。最重要的是,這些元素可以獨(dú)立編碼定制不同的防偽信息,實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)防偽標(biāo)簽很少實(shí)現(xiàn)的五個(gè)獨(dú)立防偽通道。鑒于五個(gè)獨(dú)立加密通道的一體化集成和標(biāo)簽的可回收特性,CNC/bioAuNCs生物標(biāo)簽在下一代防偽材料技術(shù)中具有很大的應(yīng)用潛力。 


圖2:自組裝的CNC/bioAuNCs生物標(biāo)簽的光學(xué)特性 


圖3:CNC/bioAuNCs生物標(biāo)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(fā)表在Small上。四川大學(xué)高分子研究所碩士生周逸為第一作者,四川大學(xué)高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室熊銳特聘研究員和福建師范大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)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(xué)基金等項(xiàng)目的資助。


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

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