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利来w66在Chemical Society Reviews发表综述“刺激响应高分子材料用于多模式、多层级信息防伪:最新进展与未来挑战”
作者:,日期:2023-12-25

  随着现代科技的蓬勃发展,虚假信息的泛滥对产品真伪的识别、人类的健康、甚至国家安全都构成了严重威胁。与此同时,信息安全问题也不断涌现,包括机密文件的泄露、信息完整性的破坏、未经授权的访问等。因此,打击与日俱增的假冒伪劣行为,阻止信息被仿制至关重要。作为新兴智能材料,刺激响应聚合物(SRPs)能够在特定的外部刺激下产生明显的变化,包括发光、变色、变形、运动及其组合形式。其中,可调的光学特性使得SRPs在信息存储和防伪领域得到广泛应用,引起了人们的极大兴趣。然而,目前的单通道信息由于安全等级较低,仍无法有效防止信息被窃取或模仿。因此,开发具有多模式、多层级防伪特性的SRPs具有重要意义。

  中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋新材料与应用技术重点实验室智能高分子材料团队长期从事高分子水凝胶的仿生可控构筑及其在柔性驱动与感知、荧光防伪等领域的应用探索(Adv. Mater., 2023, 35, 2300615; Adv. Mater., 2023, 35, 2211758; Adv. Mater., 2022, 34,2107452; Adv. Mater., 2022, 34, 2201262; Adv. Mater., 2021, 33, 2103937; Adv. Mater., 2020, 32, 2004290; Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62, 2300417; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 21890; Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 8608; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 19237; Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 16243)。近期,该团队陈涛研究员、乐晓霞副研究员受邀在Chemical Society Reviews上发表了题为“Stimulus-Responsive Polymer Materials Toward Multi-mode and Multi-level Information Anti-counterfeiting: Recent Advances and Future Challenges”的综述(Chem. Soc. Rev., 2024, DOI: 10.1039/d3cs00753g)。该综述总结了基于SRPs的先进防伪策略的最新成果,包括多模式防伪(静态信息)和多层级防伪(动态信息),回顾了此类材料在防伪标签、识别平台、智能显示器等领域的应用前景,讨论了这一新兴领域的挑战和机遇。

  当SRPs暴露于光等外部刺激时(温度、离子、电、磁、机械力、湿度等),会产生明显的物理化学特性改变(如图1)。目前,大多数基于SRPs的防伪材料普遍功能单一,以单通道信息显示为主,安全级别较低,无法有效防止信息泄露或被仿冒。为了克服这些缺点,更多的注意力集中在开发多模式或多层级技术以获得具有更好安全性的防伪系统。多模防伪静态信息系统主要是指通过改变光学模式来显示信息,即在一定的光学条件下(如偏振光、自然光、不同波长的紫外光等)可以显示预先加密的信息,包括结构色和荧光色的组合、荧光图案与表面微观结构(褶皱)的结合、磷光和荧光的配合、激发波长依赖性发光等。对于多层级的动态信息防伪体系来说,刺激响应行为所产生的动态信息展示过程是关键(如图2),涉及的动态过程是指通过单个外部刺激或多个刺激的组合,触发SRPs中隐藏信息的出现,包括目标信息的渐进式展示和不同信息的逐步呈现。

  随着基于SRPs的信息存储向多模式、多层级的防伪材料逐步发展,其将在各个领域的实际应用中发挥越来越重要的作用。尽管SRPs在先进信息存储(多模式防伪和多层级加解密)方面的研究取得了一些进展,例如,更强的加密复杂性、更先进的加密算法、更大的信息存储容量,但其未来的发展仍存在相当大的困难。本综述将有利于开发新一代基于SRPs的先进防伪体系,为实现更高层次的信息安全开辟新的途径。

  宁波材料所直博生沈莹为论文第一作者,乐晓霞副研究员、陈涛研究员为论文通讯作者。这项工作得到了国家重点研发计划(2022YFB3204300)、国家自然科学基金(52103246)、浙江省自然科学基金(LQ22E030015)、宁波市自然科学基金(2023J408、20221JCGY010301)、宁波国际合作项目(2023H019)、中德合作国际交流项目(M-0424)的支持。

图1 多种不同的外部刺激源和不同种类的刺激响应高分子材料

图2 基于刺激响应聚合物(SRPs)的多模静态信息防伪和多层级的动态信息防伪

 。êQ笫笛槭 沈莹、乐晓霞)